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7. 基本的な型とクラス

Siv3D プログラムで使用する基本的な型とクラスを学びます。

  • よく使う重要な型に ★ を付けています

7.1 整数

  • 整数を扱う場合、サイズが明示された型名 int32, uint64 などを使います
  • int, long なども使えますが、サイズが環境によって異なり、移植性が悪いため避けるべきです
  • 配列の要素数は C++ 標準と同じ size_t 型で表現します
型名 サイズ 説明 値の範囲
int8 1 バイト 符号付き 8 ビット整数 -128 ～ 127
uint8 1 バイト 符号なし 8 ビット整数 0 ～ 255
int16 2 バイト 符号付き 16 ビット整数 -32,768 ～ 32,767
uint16 2 バイト 符号なし 16 ビット整数 0 ～ 65,535
int32 ★ 4 バイト 符号付き 32 ビット整数 -2,147,483,648 ～ 2,147,483,647
uint32 4 バイト 符号なし 32 ビット整数 0 ～ 4,294,967,295
int64 8 バイト 符号付き 64 ビット整数 -9,223,372,036,854,775,808 ～ 9,223,372,036,854,775,807
uint64 8 バイト 符号なし 64 ビット整数 0 ～ 18,446,744,073,709,551,615
size_t ★ 8 バイト 符号なし 64 ビット整数 0 ～ 18,446,744,073,709,551,615 

# include <Siv3D.hpp>

void Main()
{
	int32 a = 123;
	size_t b = 100;

	Print << U"a: " << a;
	Print << U"b: " << b;

	while (System::Update())
	{

	}
}
出力
a: 123
b: 100

7.2 浮動小数点数

  • 小数以下の数を扱う場合、C++ 標準の浮動小数点数型 float, double を使います
型名 サイズ 説明 値の範囲 精度
float 4 バイト 単精度浮動小数点数 3.4E +/- 38 7 桁
double ★ 8 バイト 倍精度浮動小数点数 1.7E +/- 308 15 桁 

# include <Siv3D.hpp>

void Main()
{
	double a = 123.456;
	float b = 100.5f;

	Print << U"a: " << a;
	Print << U"b: " << b;

	while (System::Update())
	{

	}
}
出力
a: 123.456
b: 100.5

Siv3D で開発者が float 型を使う場面は限られる

  • 計算リソースを少しでも節約したいゲーム開発では、通常、浮動小数点数処理に float 型を使うことが多いです
  • 一方、Siv3D の大部分の API では double 型が標準で使われています
    • シミュレーションや科学技術計算など、精度が要求される用途で使われることも想定しているためです
  • Siv3D エンジン内部では、精度よりも速度が重要な内部処理（描画など）では float 型で処理するなど、バランスを取っています
  • シェーダの定数バッファ、行列、クォータニオン、FFT の結果など、開発者が使う API にも一部 float 型は登場します
  • 通常は double 型を使い、必要なケースにだけ float 型を使うと良いでしょう

7.3 真偽値

  • プログラム中で Yes / No のような二択の状態を表す場合は、整数型ではなく、C++ 標準の真偽値 bool 型を使います
  • bool 型の値は true または false の 2 種類のみです
  • true は真、false は偽を表します
型名 サイズ 説明 値の範囲
bool ★ 1 バイト 真偽値 true または false 

# include <Siv3D.hpp>

void Main()
{
	bool a = true;
	bool b = false;

	Print << U"a: " << a;
	Print << U"b: " << b;

	while (System::Update())
	{

	}
}
出力
a: true
b: false

7.4 文字

  • 文字を扱うときは、UTF-32 形式の文字リテラルや、UTF-32 形式で文字を表現する char32 型を使います
型名 サイズ 説明 値の範囲
char32 ★ 4 バイト UTF-32 エンコードの文字 0 ～ 0x10FFFF
  • char 型では、ひらがなの「あ」を 1 要素で表現できませんが、char32 型では 1 要素で表現できて便利です
char a = 'あ'; // NG
char32 b = U'あ'; // OK
  • char32 型の文字リテラルは、シングルクォーテーションの前に U を付けます 

# include <Siv3D.hpp>

void Main()
{
	char32 c1 = U'A';
	char32 c2 = U'あ';

	Print << U"c1: " << c1;
	Print << U"c2: " << c2;

	while (System::Update())
	{

	}
}
出力
c1: A
c2: あ

7.5 文字列

  • 文字列を扱うときは、UTF-32 形式の文字列リテラルや、String クラスを使います
    • String クラスは、UTF-32 形式の文字列を扱うためのクラスで、ざっくり言うと char32 版の std::string です
    • チュートリアル 33 で詳しく説明します
  • std::string_view に相当する StringView クラスもあります
  • 文字列がファイルパスを表す場合、それぞれの型エイリアス FilePath, FilePathView を使うとコードの可読性が向上します
型名 説明
String ★ UTF-32 エンコードの文字列
StringView UTF-32 エンコードの文字列ビュー
FilePath ファイルパス文字列（String の別名）
FilePathView ファイルパス文字列ビュー（StringView の別名）
  • UTF-32 形式の文字列リテラルは、ダブルクォーテーションの前に U を付けます

# include <Siv3D.hpp>

void Main()
{
	String s1 = U"Hello!";
	String s2 = U"こんにちは！";
	FilePath s3 = U"example/windmill.png";

	Print << U"s1: " << s1;
	Print << U"s2: " << s2;
	Print << U"s3: " << s3;
	Print << U"Siv3D!";

	while (System::Update())
	{

	}
}
出力
s1: Hello!
s2: こんにちは！
s3: example/windmill.png
Siv3D!

7.6 配列

  • 固定長配列は C++ 標準ライブラリの std::array<Type, N> を使います
    • Type は要素の型、N は要素数です
  • 動的配列は Array<Type> クラスを使います
    • Type は要素の型です
    • チュートリアル 22 で詳しく説明します
  • 動的な二次元配列は Grid<Type> クラスで表現できます
    • Type は要素の型です
    • チュートリアル 37 で詳しく説明します
型名 説明
std::array<Type, N> 固定長配列
Array<Type> ★ 動的配列（C++ 標準の std::vector に相当）
Grid<Type> 動的二次元配列 

# include <Siv3D.hpp>

void Main()
{
	Array<int32> a = { 1, 2, 3, 4, 5 };
	Grid<int32> b(4, 3, 0);

	Print << U"a: " << a;
	Print << U"b:\n" << b;

	while (System::Update())
	{

	}
}
出力
a: {1, 2, 3, 4, 5}
b:
{{0, 0, 0, 0},
{0, 0, 0, 0},
{0, 0, 0, 0}}

7.7 その他のデータ型

  • 任意の型に無効値の表現を追加する Optional<Type> クラスがあります
    • Type は要素の型です
    • チュートリアル 33 で詳しく説明します
  • ハッシュテーブルによる Set（要素が重複しない集合を扱えるコンテナ）は HashSet<Type> クラスを使います
    • Type は要素の型です
    • チュートリアル 46 で詳しく説明します
  • ハッシュテーブルによる Map（キーが重複しない、キーと値のペアの集合を扱えるコンテナ）は HashTable<Key, Value> クラスを使います
    • Key はキーの型、Value は値の型です
    • チュートリアル 47 で詳しく説明します
型名 説明
Optional<Type> 任意の型に無効値の表現を追加するクラス（C++ 標準の std::optional に相当）
HashSet<Type> ハッシュテーブルによる Set（C++ 標準の std::unordered_set に相当）
HashTable<Key, Value> ハッシュテーブルによる Map（C++ 標準の std::unordered_map に相当） 

# include <Siv3D.hpp>

void Main()
{
	Optional<int32> a = 42;
	Optional<int32> b = none;
	HashSet<int32> c = { 1, 2, 3, 4, 5 };
	HashTable<int32, String> d = { { 1, U"one" }, { 2, U"two" }, { 3, U"three" } };

	Print << U"a: " << a;
	Print << U"b: " << b;
	Print << U"c: " << c;
	Print << U"d:\n" << d;

	while (System::Update())
	{

	}
}
出力
a: (Optional)42
b: none
c: {4, 1, 5, 2, 3}
d:
{
	{2:	two},
	{1:	one},
	{3:	three},
}

振り返りチェックリスト

  • よく使う整数型 int32, size_t を学んだ
  • よく使う浮動小数点数型 double を学んだ
  • よく使う真偽値型 bool を学んだ
  • char32 型で文字を表現することを学んだ
  • String で文字列を扱うことを学んだ
  • Array<Type> で動的配列を扱うことを学んだ