Boost(4)lexical_castとatoi,atofを調べる

公開日| 2009年09月10日 | コメントはまだありません。

カテゴリー:BOOST |

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概要 :
　今回の記事は、Boostで色々な情報へキャストすることができるlexical_castを使ってみます。
lexical_castは、STLのstringからdoubleやintへの変換もできます。C言語では、atof,atoi などを使って変換します。 C++では、std::istringstreamからのシフト演算子(>>)を使って変換できます。

上記の３つの違いについて、簡単に調べてみたいと思います。
では、早速、サンプルソースを使って試してみましょう。

ここで使用したサンプルソースコード：

Boostサンプル4

コンソールアプリケーションで試してみましょう

簡単に動作確認するために、以下のようなサンプルプログラムを作成してみました。
では、早速、ソースコードを見てみましょう。

[sample.cpp]

#include <iostream>
#include <string>
 
#include <boost/algorithm/string.hpp>
#include <boost/lexical_cast.hpp>
 
using namespace std;
using namespace boost;
 
struct _test_value {
	const char *_char;
	const wchar_t *_wchar;
};
static _test_value double_test[] =
{
	{	"hello world!123"	,	L"hello world!123"	},
	{	"12345"	,	L"12345"	},
	{	" 12345"	,	L" 12345"	},
	{	"12345 "	,	L"12345 "	},
	{	" 12345 "	,	L" 12345 "	},
	{	"123.45"	,	L"123.45"	},
	{	"6.543E+099"	,	L"6.543E+099"	},
	{	"6.543e+099"	,	L"6.543e+099"	},
	{	"1.2345e+999"	,	L"1.2345e+999"	},
 
	//	stopper
	{ NULL,NULL }
};
 
int main(int argc, char *argv[])
{
	string str1;
	wstring str2;
 
	double db;
	int ni=0;
	cout << "== double convert"  << endl;
	while(double_test[ni]._char!=NULL){
 
		str1=double_test[ni]._char;
		str2=double_test[ni]._wchar;
 
		try{
			db=lexical_cast<double>(str1);
			cout << str1 << ":"<< db << endl;
		} catch(bad_lexical_cast &e) {
			cout << str1 << "(error):" << e.what() << endl;
		}
 
		try{
			db=lexical_cast<double>(str2);
			cout << str1 << ":"<<  db << endl;
		} catch(bad_lexical_cast &e) {
			cout << str1 << "(error):"  << e.what() << endl;
		}
 
		std::istringstream ss(str1);
		//std::wistringstream ss(str2);
		ss >> db;
		if(!(ss && (ss >> std::ws).eof())){
			cout << "cast(error):"<< str1 <<  ":"<<  db << endl;
		} else {
			cout << "cast:"<< str1 <<  ":"<<  db << endl;
		}
 
		db=atof(str1.c_str());
		cout << "atof:"<< str1 << ":"<<  db << endl;
		cout << endl;
		ni++;
	}
	int nb;
	ni=0;
	cout << "== int convert"  << endl;
	while(double_test[ni]._char!=NULL){
 
		str1=double_test[ni]._char;
		str2=double_test[ni]._wchar;
 
		try{
			nb=lexical_cast<int>(str1);
			cout << str1 << ":"<< nb << endl;
		} catch(bad_lexical_cast &e) {
			cout << str1 << "(error):" << e.what() << endl;
		}
 
		try{
			nb=lexical_cast<int>(str2);
			cout << str1 << ":"<<  nb << endl;
		} catch(bad_lexical_cast &e) {
			cout << str1 << "(error):"  << e.what() << endl;
		}
 
		std::istringstream ss(str1);
		ss >> nb;
		if(!(ss && (ss >> std::ws).eof())){
			cout << "cast(error):"<< str1 << ":"<<  nb << endl;
		} else {
			cout << "cast:"<< str1 << ":"<<  nb << endl;
		}
 
		nb=atoi(str1.c_str());
		cout << "atoi:"<< str1 << ":"<<  nb << endl;
		cout << endl;
		ni++;
	}
 
 
	string strss;
	cin >> strss ;	//	any key input!! --> exit.
	return 1;
}

このプログラムは、double_testのテストデータ(8bit文字列、UNCODE文字列)を順次変換して、その結果を出力しています。UNCODE文字列については、lexical_castでのみ変換しています。

では、簡単に解説をしてみます。
３８行目は、テストデータが終わりかどうかを判断しています。
４４行目、５１行目は、lexical_castによるdoubleへの変換処理を実施しています。変換に失敗するとbad_lexical_castがスローされます。
変換の仕方は、以下のように指定します。戻り値が、変換結果となります。
lexical_cast<変換したいクラス名>(変換するオブジェクト)

５７行目から６４行目は、C++言語のSTLを用いた変換を行っています。６０行目でエラーチェックを行っていますが、今回は、すべての文字列が変換処理を実施したかどうかで判断しています。
６６行目は、C言語によ変換を行っています。atof,atoiでは、エラーの確認はできません。

以降は、intへの変換です。処理の概要は同じですので、説明を割愛いたします。

実際に、実行してみると、以下がその実行結果が表示されます。

== double convert
hello world!123(error):bad lexical cast: source type value could not be interpreted as target
hello world!123(error):bad lexical cast: source type value could not be interpreted as target
cast(error):hello world!123:-9.25596e+061
atof:hello world!123:0
 
12345:12345
12345:12345
cast:12345:12345
atof:12345:12345
 
 12345(error):bad lexical cast: source type value could not be interpreted as target
 12345(error):bad lexical cast: source type value could not be interpreted as target
cast: 12345:12345
atof: 12345:12345
 
12345 (error):bad lexical cast: source type value could not be interpreted as target
12345 (error):bad lexical cast: source type value could not be interpreted as target
cast:12345 :12345
atof:12345 :12345
 
 12345 (error):bad lexical cast: source type value could not be interpreted as target
 12345 (error):bad lexical cast: source type value could not be interpreted as target
cast: 12345 :12345
atof: 12345 :12345
 
123.45:123.45
123.45:123.45
cast:123.45:123.45
atof:123.45:123.45
 
6.543E+099:6.543e+099
6.543E+099:6.543e+099
cast:6.543E+099:6.543e+099
atof:6.543E+099:6.543e+099
 
6.543e+099:6.543e+099
6.543e+099:6.543e+099
cast:6.543e+099:6.543e+099
atof:6.543e+099:6.543e+099
 
1.2345e+999(error):bad lexical cast: source type value could not be interpreted as target
1.2345e+999(error):bad lexical cast: source type value could not be interpreted as target
cast(error):1.2345e+999:6.543e+099
atof:1.2345e+999:1.#INF
 
== int convert
hello world!123(error):bad lexical cast: source type value could not be interpreted as target
hello world!123(error):bad lexical cast: source type value could not be interpreted as target
cast(error):hello world!123:-858993460
atoi:hello world!123:0
 
12345:12345
12345:12345
cast:12345:12345
atoi:12345:12345
 
 12345(error):bad lexical cast: source type value could not be interpreted as target
 12345(error):bad lexical cast: source type value could not be interpreted as target
cast: 12345:12345
atoi: 12345:12345
 
12345 (error):bad lexical cast: source type value could not be interpreted as target
12345 (error):bad lexical cast: source type value could not be interpreted as target
cast:12345 :12345
atoi:12345 :12345
 
 12345 (error):bad lexical cast: source type value could not be interpreted as target
 12345 (error):bad lexical cast: source type value could not be interpreted as target
cast: 12345 :12345
atoi: 12345 :12345
 
123.45(error):bad lexical cast: source type value could not be interpreted as target
123.45(error):bad lexical cast: source type value could not be interpreted as target
cast(error):123.45:123
atoi:123.45:123
 
6.543E+099(error):bad lexical cast: source type value could not be interpreted as target
6.543E+099(error):bad lexical cast: source type value could not be interpreted as target
cast(error):6.543E+099:6
atoi:6.543E+099:6
 
6.543e+099(error):bad lexical cast: source type value could not be interpreted as target
6.543e+099(error):bad lexical cast: source type value could not be interpreted as target
cast(error):6.543e+099:6
atoi:6.543e+099:6
 
1.2345e+999(error):bad lexical cast: source type value could not be interpreted as target
1.2345e+999(error):bad lexical cast: source type value could not be interpreted as target
cast(error):1.2345e+999:1
atoi:1.2345e+999:1

この結果を簡単に表にまとめてみました。

	Boost lexical	std::istringstream	atoi/atof
文字列あり	x	x	x (0)
整数値	o	o	o
整数値(空白あり(前))	x	o	o
整数値(空白あり(後))	x	o	o
整数値(空白あり(前後))	x	o	o
小数値	o	o (*1)	o (*1)
小数値(E表現)	o	o (*1)	o (*1)
小数値(e表現)	o	o (*1)	o (*1)
小数値(e表現オーバーフロー値)	x	x (*1)	x (*1)

*1:int変換では、先頭からの整数部分のみは取り出せる。

このように、lexical_castのチェックは、非常に厳格です。
前後の半角ブランクがあるだけでもNGとなります。
それに比べて、C/C++での変換は、半角ブランクがあっても変換できます。

昨今では、atoi,atofを多用しているプログラムは、あまり無いとは思いますが、 atoi,atofの代わりに、lexical_castをそのまま用いようとするとエラーが発生して、うまく動作しないかもしれませんね。

また、lexical_castは、int,doubleなどの数値変換だけでなく、数値から文字列への変換などもできます。非常に便利なものです。
色々と試されることをお勧めします。

もっと、Boostについて詳しく知りたい方は、以下の本なども良いと思います。
本から学ぶことは多いと思います。ネットだけでは判らない様々な事に気づかされます。

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