35. 便利な関数

Siv3D プログラミングに役立つ小さな便利関数や機能を学びます。

35.1 最小値、最大値

Min(), Max() は、渡された引数から最小値、最大値を返します。2 つの引数の型が異なる場合は Min<size_t>() のように型を明示的に指定します。

# include <Siv3D.hpp>

void Main()
{
	const Array<int32> v = { 10, 20, 30 };

	Print << Max(100, 200);
	Print << Max(1.234, -3.456);
	Print << Max<size_t>(v.size(), 10);
	Print << Max({ 11, 44, 22, 55, 33 });

	Print << Min(100, 200);
	Print << Min(1.234, -3.456);
	Print << Min<size_t>(v.size(), 10);
	Print << Min({ 11, 44, 22, 55, 33 });

	while (System::Update())
	{

	}
}

35.2 指定した範囲に収める

Clamp(x, min, max) は、値 x を min 以上、max 以下に収めて返します。

# include <Siv3D.hpp>

void Main()
{
	Print << Clamp(10, 0, 100);
	Print << Clamp(-10, 0, 100);
	Print << Clamp(110, 0, 100);

	Print << Clamp(9.99, -1.0, 1.0);
	Print << Clamp(-9.99, -1.0, 1.0);
	Print << Clamp(0.0, -1.0, 1.0);

	while (System::Update())
	{

	}
}

35.3 指定した範囲内かを調べる

InRange(x, min, max) は、値 x が min 以上 max 以下であるかを bool 型で返します。

# include <Siv3D.hpp>

void Main()
{
	Print << InRange(10, 0, 100);
	Print << InRange(-10, 0, 100);
	Print << InRange(110, 0, 100);

	Print << InRange(9.99, -1.0, 1.0);
	Print << InRange(-9.99, -1.0, 1.0);
	Print << InRange(0.0, -1.0, 1.0);

	while (System::Update())
	{

	}
}

35.4 奇数か偶数かを判定する

IsOdd(n), IsEven(n) は、それぞれ値 n が奇数であるか、偶数であるかを bool 型で返します。

偶数と奇数の英語の覚え方

「Odd → 3 文字 → 奇数」「Even → 4 文字 → 偶数」と覚えると簡単です。

# include <Siv3D.hpp>

void Main()
{
	// IsOdd: 奇数であるか判定する
	Print << IsOdd(1);
	Print << IsOdd(0);
	Print << IsOdd(-11);
	Print << IsOdd(9876543210ULL);

	// IsEven: 偶数であるか判定する
	Print << IsEven(1);
	Print << IsEven(0);
	Print << IsEven(-11);
	Print << IsEven(9876543210ULL);

	while (System::Update())
	{

	}
}

35.5 指定した数の範囲をループする

Siv3D には、for (int32 i = 0; i < N; ++i) を for (auto i : step(N)) と短く書ける機能があります。

また、for (auto i : Range(from, to)) (ただし from <= to) は、for (auto i = from; i <= to; ++i) の代わりになります。

for (auto i : Range(from, to, step)) は

• 0 < step のとき for (auto i = from; i <= to; i += step)
• step < 0 のとき for (auto i = from; to <= i; i += step)

の代わりになります。

# include <Siv3D.hpp>

void Main()
{
	// 0, 1, 2
	for (auto i : step(3))
	{
		Print << i;
	}

	Print << U"---";

	// 5, 6, 7, 8, 9, 10
	for (auto i : Range(5, 10))
	{
		Print << i;
	}

	Print << U"---";

	// 20, 18, 16, 14, 12, 10
	for (auto i : Range(20, 10, -2))
	{
		Print << i;
	}

	while (System::Update())
	{

	}
}

35.6 二重ループを 1 つにまとめる

for (auto p : step({size.w, size.h})) および for (auto p : step(size)) (size は Size 型) は、

for (int32 y = 0; y < size.h; ++y)
{
	for (int32 x = 0; x < size.w; ++x)
	{
		Point p{ x, y };
	}
}

の代わりになります。ただし、コンパイラによっては若干のオーバーヘッドが生じるため、速度が最優先の場面では通常の二重ループを書くことが望ましいです。

# include <Siv3D.hpp>

void Main()
{
	for (auto p : step({ 2, 3 }))
	{
		Print << p;
	}

	Print << U"---";

	const Size size{ 2, 4 };

	for (auto p : step(size))
	{
		Print << p;
	}

	Print << U"---";

	const Grid grid{ {10, 20}, {30, 40} };

	for (auto p : step(grid.size()))
	{
		Print << grid[p];
	}

	while (System::Update())
	{

	}
}

35.7 インデックス付きの range-based for

range-based for ループにおいて Indexed() を使うと、整数のインデックスと範囲の各要素の両方を同時に扱えます。

# include <Siv3D.hpp>

void Main()
{
	const Array<String> animals = { U"cat", U"dog", U"bird" };

	for (auto&& [i, animal] : Indexed(animals))
	{
        Print << U"{}: {}"_fmt(i, animal);
	}

	while (System::Update())
	{

	}
}

35.8 絶対値を求める

Abs(x) は x の絶対値を返します。

# include <Siv3D.hpp>

void Main()
{
	// 絶対値
	Print << Abs(123);
	Print << Abs(-123);
	Print << Abs(3.45);
	Print << Abs(-3.45);

	while (System::Update())
	{

	}
}

35.9 差の絶対値を求める

AbsDiff(a, b) は a と b の差の絶対値を返します。

# include <Siv3D.hpp>

void Main()
{
	// 差の絶対値
	Print << AbsDiff(50, 10);
	Print << AbsDiff(10u, 50u);
	Print << AbsDiff(-2000000000, 2000000000);
	Print << AbsDiff(1.23, -1.23);

	while (System::Update())
	{

	}
}

35.10 文字の性質を調べる

文字（ASCII 文字）の性質を調べる次のような関数があります。

関数	説明
bool IsASCII(char32)	ASCII 文字であるかを返す
bool IsDigit(char32)	10 進数の数字であるかを返す
bool IsLower(char32)	アルファベットの小文字であるかを返す
bool IsUpper(char32)	アルファベットの大文字であるかを返す
bool IsAlpha(char32)	文字がアルファベットであるかを返す
bool IsAlnum(char32)	文字がアルファベットもしくは数字であるかを返す
bool IsXdigit(char32)	文字が 16 進数の数字であるかを返す
bool IsControl(char32)	文字が制御文字であるかを返す
bool IsBlank(char32)	文字が空白文字 (' ', '\t', および全角空白) であるかを返す
bool IsSpace(char32)	文字が空白類文字 (' ', '\t', '\n', '\v', '\f', '\r', および全角空白) であるかを返す
bool IsPrint(char32)	文字が印字可能文字であるかを返す
char32 ToLower(char32)	アルファベットの大文字を小文字にする
char32 ToUpper(char32)	アルファベットの小文字を大文字にする

# include <Siv3D.hpp>

void Main()
{
	Print << IsASCII(U'A') << U' ' << IsASCII(U'あ');
	Print << IsUpper(U'A') << U' ' << IsUpper(U'a');
	Print << IsAlnum(U'4') << U' ' << IsAlnum(U'#');
	Print << IsSpace(U' ') << U' ' << IsSpace(U'-');
	Print << ToLower(U'A') << U' ' << ToLower(U'a');

	while (System::Update())
	{

	}
}

35.11 任意の場所に簡単にテキストを簡易表示する

PutText(s, pos) は、文字列 s を座標 pos を中心に描きます。表示には Print と同じフォントが使われます。Print とは異なり、出力結果がフレームをまたいで残り続けることはありません。

PutText(s, Arg::topLeft = pos) のように基準位置を指定することもできます。

# include <Siv3D.hpp>

void Main()
{
	while (System::Update())
	{
		// 画面の中心にテキストを簡易表示する
		PutText(DateTime::Now().format(), Scene::Center());

        // マウスカーソルの右上の位置にテキストを簡易表示する
		PutText(U"Hello, Siv3D!", Arg::bottomLeft = Cursor::Pos());
	}
}

35.12 数学定数

Siv3D には次のような数学定数が用意されています。

double 型float 型

名前	説明	値 (実際より高い精度の桁数で示しています)
Math::E	自然対数の底	2.718281828459045235360287471352662498
Math::Log2E	2 を底とする e の対数	1.442695040888963407359924681001892137
Math::Log10E	10 を底とする e の対数	0.434294481903251827651128918916605082
Math::Pi	π（円周率）	3.141592653589793238462643383279502884
Math::QuarterPi	π/4	0.785398163397448309615660845819875721
Math::OneThirdPi	π/3	1.047197551196597746154214461093167628
Math::HalfPi	π/2	1.570796326794896619231321691639751442
Math::TwoPi	2π	6.283185307179586476925286766559005768
Math::Tau	τ（2π）	6.283185307179586476925286766559005768
Math::InvTwoPi	1/(2π)	0.159154943091895335768883763372514362
Math::InvPi	1/π	0.318309886183790671537767526745028724
Math::InvSqrtPi	1/√π	0.564189583547756286948079451560772586
Math::Ln2	2 の自然対数	0.693147180559945309417232121458176568
Math::Ln10	10 の自然対数	2.302585092994045684017991454684364208
Math::Sqrt2	√2	1.414213562373095048801688724209698078
Math::Sqrt3	√3	1.732050807568877293527446341505872366
Math::InvSqrt2	1/√2	0.707106781186547524400844362104849039
Math::InvSqrt3	1/√3	0.577350269189625764509148780501957456
Math::EGamma	オイラーの定数	0.577215664901532860606512090082402431
Math::Phi	黄金数 (φ)	1.618033988749894848204586834365638117
Math::QNaN	Quiet NaN	QNaN
Math::NaN	Signaling NaN	SNaN
Math::Inf	Inf	Inf

名前	説明	値 (実際より高い精度の桁数で示しています)
Math::PiF	π（円周率）	3.141592653589793238462643383279502884
Math::QuarterPiF	π/4	0.785398163397448309615660845819875721
Math::OneThirdPiF	π/3	1.047197551196597746154214461093167628
Math::HalfPiF	π/2	1.570796326794896619231321691639751442
Math::TwoPiF	2π	6.283185307179586476925286766559005768
Math::TauF	τ（2π）	6.283185307179586476925286766559005768
Math::InvTwoPiF	1/(2π)	0.159154943091895335768883763372514362
Math::InvPiF	1/π	0.318309886183790671537767526745028724
Math::InvSqrtPiF	1/√π	0.564189583547756286948079451560772586
Math::QNaNF	Quiet NaN	QNaN
Math::NaNF	Signaling NaN	SNaN
Math::InfF	Inf	Inf

# include <Siv3D.hpp>

void Main()
{
	// 円周率
	Print << Math::Pi;

	// 黄金比
	Print << Math::Phi;

	// NaN
	Print << Math::QNaN;

	while (System::Update())
	{

	}
}

35.13 度数法、π, τ による角度の表現

Siv3D の API は角度をラジアンで扱いますが、コード中ではそれ以外の単位で角度を表現することもできます。

_deg というサフィックスを用いることで、度数法で角度を表現できます。例えば 90_deg は (90 * Math::Pi / 180.0) と同じです。

_pi というサフィックスを用いることで、π とのかけ算を省略できます。例えば 0.5_pi は (0.5 * Math::Pi) と同じです。

また、円の半径に対する周長の比として定義される定数 τ を用いて、角度を表現することもできます。サフィックスは _tau です。例えば 0.5_tau は (0.5 * Math::TwoPi) と同じです。

サフィックス	説明	乗算する値
_deg	度数法	Math::Pi / 180.0
_pi	π	Math::Pi
_tau	τ	Math::TwoPi

# include <Siv3D.hpp>

void Main()
{
	Print << U"{}"_fmt(180_deg);

	Print << U"{}"_fmt(1_pi);

	Print << U"{}"_fmt(0.5_tau);

	while (System::Update())
	{

	}
}

35.14 角度の正規化

角度（ラジアン）を正規化するには Math::NormalizeAngle(radian, cenetr = Pi) を使います。第 2 引数は正規化の中心角度で、Pi の場合の戻り値は [0, 2π), 0 の場合の戻り値は [-π, π) です。

# include <Siv3D.hpp>

void Main()
{
	while (System::Update())
	{
		const double a = (Scene::Time() * -90_deg);
		const double b = (Scene::Time() * 90_deg);

		ClearPrint();

		Print << a;
		// 角度を [0.0, 2π) の範囲に正規化した値を返す
		Print << Math::NormalizeAngle(a);
		// 角度を [-π, π) の範囲に正規化した値を返す
		Print << Math::NormalizeAngle(a, 0.0);

		Print << U"----";

		Print << b;
		// 角度を [0.0, 2π) の範囲に正規化した値を返す
		Print << Math::NormalizeAngle(b);
		// 角度を [-π, π) の範囲に正規化した値を返す
		Print << Math::NormalizeAngle(b, 0.0);
	}
}

35.15 ラジアンと度数法の変換

ラジアンと度数法の変換には Math::ToDegrees(radian) と Math::ToRadians(degrees) を使います。

# include <Siv3D.hpp>

void Main()
{
	const double angle = 45_deg;

	Print << angle;

	Print << Math::ToDegrees(angle);

	Print << Math::ToRadians(Math::ToDegrees(angle));

	while (System::Update())
	{

	}
}

35.16 列挙型から整数への変換

FromEnum(enum) を使うと、列挙型の値を整数に変換できます。

# include <Siv3D.hpp>

enum class State
{
	Menu,
	Game,
	Result
};

void Main()
{
	State state = State::Result;

	const int32 n = FromEnum(state);

	Print << n;

	while (System::Update())
	{

	}
}

35.17 整数から列挙型への変換

ToEnum<Enum>(i) を使うと、整数を列挙型に変換できます。

# include <Siv3D.hpp>

enum class State
{
	Menu,
	Game,
	Result
};

void Main()
{
	const int32 n = 2;

	State state = ToEnum<State>(n);

	Print << (state == State::Result);

	while (System::Update())
	{

	}
}

35.18 エラー

Siv3D のプログラムでエラーを伝える例外を簡単に送出したい場合、Error クラスを使うと便利です。この例外が捕捉されなかった場合、Siv3D エンジンはエラーメッセージの内容をメッセージボックスに表示してプログラムを終了します。

Windows 版（Visual Studio）において、例外の発生箇所を IDE 上で表示する方法は、例外の発生箇所の表示を参照してください。

# include <Siv3D.hpp>

void Main()
{
	const Texture texture{ U"aaa.png" };

	if (not texture)
	{
		// 例外を送出する
		throw Error{ U"Failed to load `aaa.png`" };
	}

	while (System::Update())
	{

	}
}

35.19 コマンドライン引数の取得

プログラムの起動時に渡されたコマンドライン引数を取得するには、System::GetCommandLineArgs() を使います。

# include <Siv3D.hpp>

void Main()
{
	const Array<String> commands = System::GetCommandLineArgs();

	for (const auto& command : commands)
	{
		Print << command;
	}

	while (System::Update())
	{

	}
}

35.20 スリープ

現在のスレッドを指定した時間だけスリープさせるには、System::Sleep(duration) を使います。

# include <Siv3D.hpp>

void Main()
{
	// 3 秒スリープする
	System::Sleep(3s);

	while (System::Update())
	{

	}
}

35.21 データをコンソール出力する

Console に向かって、出力の記号 << で値を送ると、その値がコンソール出力されます。Windows の場合はコマンドプロンプトに出力されます。Print では追いきれないほど出力データが大量にある場合や、データをクリップボードにコピーしたい際に便利です。

# include <Siv3D.hpp>

void Main()
{
	Array<int32> v = { 10,20,30,40,50 };

	Print << v;

	// コンソール出力
	Console << v;

	Console << U"Hello, Siv3D!";

	while (System::Update())
	{

	}
}

35.22 データをログ出力する

Logger に向かって、出力の記号 << で値を送ると、その値がログ出力されます。Windows の場合は Visual Studio の「出力」ウィンドウに出力されます（デバッグ実行時）。Console 同様、大量の出力データを確認したい場合に便利です。

# include <Siv3D.hpp>

void Main()
{
	Array<int32> v = { 10,20,30,40,50 };

	Print << v;

	// ログ出力
	Logger << v;

	Logger << U"Hello, Siv3D!";

	while (System::Update())
	{

	}
}