C言語とC++の同時比較リファレンス

前日の記事：@niinaさんの「C++しか書かずにPythonライブラリを作る」
翌日の記事：@kizulさんです。

この記事の概要

この記事は"C言語とC++の書き方を両方書き表したもの"です。

つまり、
"C言語とC++版のロゼッタストーンです。"

C言語を学んだけど、C++の書き方がわからない…… (39歳 Aさん 主婦)
C++は書き方わかるけど、C言語がよくわからない……(195歳 Bさん 小学生)
他にどんな書き方があるのか知りたい！(17歳 Cさん 高校生)

のような口コミが聞こえてきたので、(幻聴)

今回はC言語とC++の書き方を同時にまとめました！

※この記事は入門書レベルの基本事項から書いていきます。

基本的に以下に記載するソースコードは
C89とC++11の環境で動作するように書いています。
C99やC++14等で動作するソースコードはその都度バージョンを明記します。
※本当はC99で動作するプログラムを載せたいところですが、あえてカンブリア紀レベルの化石であるC89でも動作するプログラムを載せていきます。(もしかしたら癖でC99を書いてしまっているかもしれません)

間違いや改善点、追加してほしいものなどありましたらコメントでお伝えください。

出力(引数なし)

C

putsを使う場合

#include <stdio.h>

int main(void) {

    puts("Hello, World!");

    return 0;
}

printfを使う場合

#include <stdio.h>

int main(void) {

    printf("Hello, World!\n");

    return 0;
}

C++

std⸬puts (Better C)

#include <cstdio>

int main() {

    std::puts("Hello, World!");

    return 0;
}

std⸬printf (Better C)

#include <cstdio>

int main() {

    std::printf("Hello, World!\n");

    return 0;
}

std⸬cout

#include <iostream>

int main() {

    std::cout << "Hello, World!\n";

    return 0;
}

出力結果

Hello, World!

みんな大好きハローワーク、
いいえ、ハローワールドです。

巷では、10種類以上の言語でハローワールドをしただけで
"10種類以上の言語を使えます"と宣言している人もいるとか。

ハローワールドだけでもこのように様々な方法で書くことが出来ます。

出力(引数あり)

C

printf

#include <stdio.h>

int main(void) {

    int a = 10;
    int b = 5;

    printf("%d + %d = %d\n", a, b, a + b);

    return 0;
}

C++

std⸬printf (Better C)

#include <cstdio>

int main() {

    int a = 10;
    int b = 5;

    std::printf("%d + %d = %d\n", a, b, a + b);

    return 0;
}

std⸬cout

#include <iostream>

int main() {

    int a = 10;
    int b = 5;

    std::cout << a << " + " << b << " = " << a + b << "\n";

    return 0;
}

出力結果

10 + 5 = 15

足し算結果の出力です。
入門書では前半のページで学ぶと思います。

ここでついに可変長引数のありがたみを受けます。

数値の入力

C

#include <stdio.h>

int main(void) {

    int a;

    scanf("%d", &a);

    printf("a==%d", a);

    return 0;
}

@yumetodo さんからのコメントより

ですが、完全に脇道に逸れるとscanfで数値に変換するのは安全ではないのでだめですね。
ref: https://qiita.com/yumetodo/items/238751b879c09b56234b

C++

std⸬scanf (Better C)

#include <cstdio>

int main() {

    int a;

    std::scanf("%d", &a);

    std::printf("a==%d", a);

    return 0;
}

std⸬cin

#include <iostream>

int main() {

    int a;

    std::cin >> a;

    std::cout << "a==" << a << "\n";

    return 0;
}

出力結果

10
a==10

scanfはアレなので、C++を使用している方はstd::cinをお勧めします。

余談

Visual Studioでは、scanfがあまりにも危険すぎる(?)ため
_CRT_SECURE_NO_WARNINGSマクロを書かないとコンパイルエラーが出ます。

VS2017

#define _CRT_SECURE_NO_WARNINGS //ここを書かないとエラー！
#include <stdio.h>

int main(void) {

    int a;

    scanf("%d", &a);

    printf("a==%d", a);

    return 0;
}

Visual Studioでは、scanfではなくscanf_sの使用を
推奨しています。
※scanf_sはstd名前空間に属していないので注意。

VS2017

#include <stdio.h>

int main(void) {

    int a;

    scanf_s("%d", &a);

    printf("a==%d", a);

    return 0;
}

書き換えるの面倒ですね！(本音)

乱数(範囲指定なし)

C

rand

#include <stdio.h>
#include <time.h>
#include <stdlib.h>

int main(void) {

    int i;

    srand((unsigned int)time(NULL));

    for (i = 0; i < 10; ++i) {
        printf("%d ", rand());
    }
    printf("\n");

    return 0;
}

C++

std⸬mt19937

#include <iostream>
#include <random>

int main() {

    std::mt19937 mt;
    std::random_device rd;

    mt.seed(rd());

    for (int i = 0; i < 10; ++i) {
        std::cout << mt() << " ";
    }
    std::cout << std::endl;

    return 0;
}

@yumetodo さんからのコメントより
C++14からstd::rand()とstd::srand()はdeprecated
になったようなのでBetter Cの部分は削除しました。

出力結果

rand

2680 12099 12992 1755 4675 11920 23824 19081 19872 32396

std⸬mt19937

1028496359 321947819 1840655768 2203056587 3403894914 1543972996 2921512719 528846214 2426473444 1679236695

※乱数なので出力される数値はほぼ毎回異なります。
(ただし、randの実装方法だと1秒おきに変わる)

コンパイル時定数とdefineマクロ

C

#define

#include <stdio.h>
#define INT_TEN (10)

int main(void) {

    printf("%d\n", INT_TEN);

    return 0;
}

C++

constexpr

#include <cstdio>
constexpr int INT_TEN = 10;

int main() {

    std::printf("%d\n", INT_TEN);

    return 0;
}

出力結果

10

配列

C

生配列

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>

int main(void) {
    int a[] = { 5,2,8,3,9,1 };
    size_t a_size = sizeof(a) / sizeof(int);

    for (size_t i = 0; i < a_size; ++i) {
        printf("%d ", a[i]);
    }
    printf("\n");
}

C++

std⸬array

#include <iostream>
#include <algorithm>
#include <array>

int main() {
    std::array<int, 6> a{ 5,2,8,3,9,1 };

    for (size_t i{}; i < a.size(); ++i) {
        std::cout << a[i] << " ";
    }
    std::cout << std::endl;
}

出力結果

5 2 8 3 9 1

ソート(昇順)

C (C99)

qsort

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>

int qsort_(const void *a, const void *b) {
    return *(int *)a - *(int *)b;
}

int main(void) {
    int a[] = { 5,2,8,3,9,1 };
    size_t a_size = sizeof(a) / sizeof(int);

    qsort(a, a_size, sizeof(int), qsort_);

    for (size_t i = 0; i < a_size; ++i) {
        printf("%d ", a[i]);
    }
    printf("\n");
}

C++

std⸬qsort (Better C)

#include <cstdio>
#include <cstdlib>
#include <array>

int main() {
    std::array<int, 6> a{ 5,2,8,3,9,1 };

    std::qsort(a.data(), a.size(), sizeof(int), [](const void *a, const void *b){
        return *reinterpret_cast<const int*>(a) - *reinterpret_cast<const int*>(b);
    });

    for (size_t i{}; i < a.size(); ++i) {
        std::printf("%d ", a[i]);
    }
    std::printf("\n");
}

コメントより @yumetodo さんからのコードを拝借致しました。

std⸬sort

#include <iostream>
#include <algorithm>
#include <array>

int main() {
    std::array<int, 6> a{ 5,2,8,3,9,1 };

    std::sort(a.begin(), a.end());

    for (size_t i{}; i < a.size(); ++i) {
        std::cout << a[i] << " ";
    }
    std::cout << std::endl;
}

出力結果

1 2 3 5 8 9

ソート(降順)

C (C99)

qsort

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>

int qsort_(const void *a, const void *b) {
    return *(int *)b - *(int *)a;
}

int main(void) {
    int a[] = { 5,2,8,3,9,1 };
    size_t a_size = sizeof(a) / sizeof(int);

    qsort(a, a_size, sizeof(int), qsort_);

    for (size_t i = 0; i < a_size; ++i) {
        printf("%d ", a[i]);
    }
    printf("\n");
}

C++

std⸬qsort (Better C)

#include <cstdio>
#include <cstdlib>
#include <array>

int main() {
    std::array<int, 6> a{ 5,2,8,3,9,1 };

    std::qsort(a.data(), a.size(), sizeof(int), [](const void *a, const void *b){
        return *reinterpret_cast<const int*>(b) - *reinterpret_cast<const int*>(a);
    });

    for (size_t i{}; i < a.size(); ++i) {
        std::printf("%d ", a[i]);
    }
    std::printf("\n");
}

std⸬sort

#include <iostream>
#include <algorithm>
#include <array>

int main() {
    std::array<int, 6> a{ 5,2,8,3,9,1 };

    std::sort(a.begin(), a.end(), std::greater<int>());

    for (size_t i{}; i < a.size(); ++i) {
        std::cout << a[i] << " ";
    }
    std::cout << std::endl;
}

出力結果

9 8 5 3 2 1

整数型の最大値・最小値

C

INT_MIN/INT_MAX

#include <stdio.h>
#include <limits.h>

int main(void) {

    int int_min = INT_MIN;
    int int_max = INT_MAX;
    printf("int: %d ~ %d \n", int_min, int_max);

    return 0;
}

C++

INT_MIN/INT_MAX (Better C)

#include <cstdio>
#include <climits>

int main(void) {

    constexpr int int_min = INT_MIN;
    constexpr int int_max = INT_MAX;
    std::printf("int: %d ~ %d \n", int_min, int_max);

    return 0;
}

std⸬numeric_limits

#include <stdio.h>
#include <limits>

int main() {

    constexpr int int_min = std::numeric_limits<int>::min();
    constexpr int int_max = std::numeric_limits<int>::max();
    printf("int: %d ~ %d \n", int_min, int_max);

    return 0;
}

出力結果

int: -2147483648 ~ 2147483647

メモリ領域の動的確保

C

malloc

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>

int main(void) {

    int *m = NULL;
    int i, n = 10;

    m = (int *)malloc(n * sizeof(int));

    for (i = 0; i < n; i++) m[i] = i;
    for (i = 0; i < n; i++) printf("%d ", m[i]);
    printf("\n");

    free(m);
    return 0;
}

C++

std⸬malloc (Better C)

#include <cstdio>
#include <cstdlib>

int main() {

    int *m{ nullptr };
    const size_t n{ 10 };

    m = (int *)std::malloc(n * sizeof(int));

    for (size_t i = 0; i < n; i++) m[i] = (int)i;
    for (size_t i = 0; i < n; i++) std::printf("%d ", m[i]);
    std::printf("\n");

    std::free(m);
    return 0;
}

new(C++11より前向け)

#include <cstdio>

int main() {

    int *m{ nullptr };
    const size_t n{ 10 };

    m = new int[n];

    for (size_t i = 0; i < n; i++) m[i] = (int)i;
    for (size_t i = 0; i < n; i++) std::printf("%d ", m[i]);
    std::printf("\n");

    delete[] m;
    return 0;
}

newは忘れてスマートポインタを使いましょう。

std⸬unique_ptr

#include <cstdio>
#include <memory>

int main() {

    const size_t n{ 10 };
    std::unique_ptr<int[]> m(new int[n]);

    for (size_t i = 0; i < n; i++) m[i] = (int)i;
    for (size_t i = 0; i < n; i++) std::printf("%d ", m[i]);
    std::printf("\n");

    return 0;
}

スマートポインタについては
C++11スマートポインタ入門を読んでください。

出力結果

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9

文字列代入

C(文字数がわかっている場合)

strcpy

#include <stdio.h>
#include <string.h>

int main(void) {

    char str[100];

    strcpy(str, "abcdefghijk");
    printf("%s\n", str);

    return 0;
}

他のやり方は準備中……。

C++

std⸬string

#include <iostream>
#include <string>

int main() {

    std::string str;

    str = "abcdefghijk";
    std::cout << str << std::endl;

    return 0;
}

出力結果

abcdefghijk

文字列連結

C(文字数がわかっている場合)

strcat

#include <stdio.h>
#include <string.h>

int main(void) {

    char str[100];

    strcpy(str, "abcdefghijk");
    strcat(str, "ABCDEFG");
    printf("%s\n", str);

    return 0;
}

他のやり方は準備中……。

C++

std⸬string

#include <iostream>
#include <string>

int main() {

    std::string str;

    str = "abcdefghijk";
    str += "ABCDEFGHIJK";
    std::cout << str << std::endl;

    return 0;
}

出力結果

abcdefghijkABCDEFGHIJK

関数ポインタ

C

Function Pointer

#include <stdio.h>

//加算
int add(int x_, int y_) {
    return (x_ + y_);
}
//減算
int sub(int x_, int y_) {
    return (x_ - y_);
}
//乗算
int mul(int x_, int y_) {
    return (x_ * y_);
}
//除算
int div(int x_, int y_) {
    return (x_ / y_);
}

int main(void) {

    int a = 18;
    int b = 3;
    int ans;
    int(*f)(int, int);

    printf("a = %d, b = %d\n", a, b);

    f = add;
    ans = (*f)(a, b);
    printf("a + b = %d\n", ans);

    f = sub;
    ans = (*f)(a, b);
    printf("a - b = %d\n", ans);

    f = mul;
    ans = (*f)(a, b);
    printf("a * b = %d\n", ans);

    f = div;
    ans = (*f)(a, b);
    printf("a / b = %d\n", ans);

    return 0;
}

C++

Function Pointer (Better C)

#include <cstdio>

//加算
int add(const int x_, const int y_) {
    return (x_ + y_);
}
//減算
int sub(const int x_, const int y_) {
    return (x_ - y_);
}
//乗算
int mul(const int x_, const int y_) {
    return (x_ * y_);
}
//除算
int div(const int x_, const int y_) {
    return (x_ / y_);
}

int main() {

    const int a{ 18 };
    const int b{ 3 };
    int ans;
    int(*f)(int, int);

    std::printf("a = %d, b = %d\n", a, b);

    f = add;
    ans = (*f)(a, b);
    std::printf("a + b = %d\n", ans);

    f = sub;
    ans = (*f)(a, b);
    std::printf("a - b = %d\n", ans);

    f = mul;
    ans = (*f)(a, b);
    std::printf("a * b = %d\n", ans);

    f = div;
    ans = (*f)(a, b);
    std::printf("a / b = %d\n", ans);

    return 0;
}

std⸬function

#include <cstdio>
#include <functional>

//加算
int add(const int x_, const int y_) {
    return (x_ + y_);
}
//減算
int sub(const int x_, const int y_) {
    return (x_ - y_);
}
//乗算
int mul(const int x_, const int y_) {
    return (x_ * y_);
}
//除算
int div_(const int x_, const int y_) {
    return (x_ / y_);
}

int main() {

    const int a{ 18 };
    const int b{ 3 };
    int ans;
    std::function<int(int, int)> f;

    std::printf("a = %d, b = %d\n", a, b);

    f = add;
    ans = f(a, b);
    std::printf("a + b = %d\n", ans);

    f = sub;
    ans = f(a, b);
    std::printf("a - b = %d\n", ans);

    f = mul;
    ans = f(a, b);

    std::printf("a * b = %d\n", ans);

    f = div_;
    ans = f(a, b);
    std::printf("a / b = %d\n", ans);

    return 0;
}

出力結果

a = 18, b = 3
a + b = 21
a - b = 15
a * b = 54
a / b = 6

私が記述したソースコードのライセンス

These codes are licensed under CC0.

ソースコードは自由に使用してください。