C言語で大文字・小文字変換をマスターする5つのステップ

はじめに

プログラミング言語の中でも、C言語はその汎用性とパフォーマンスから、広く使用されています。

この記事では、C言語で大文字と小文字を変換する方法を具体的に5つのステップで説明します。

各ステップには詳しいサンプルコードと解説を添えていますので、初心者の方でも安心して学ぶことができます。

●C言語の基本

C言語を使って文字列の操作を行うためには、まず基本的な変数の宣言とデータ型について理解しておく必要があります。

○変数とデータ型

C言語では、変数を用いてデータを格納します。

変数はデータ型によって、どのような種類のデータを保持できるのかが決まります。

例えば、整数を扱う場合は’int’、実数を扱う場合は’double’、一文字を扱う場合は’char’といったデータ型を使用します。

また、文字列は文字の配列として扱います。つまり、’char’型の配列として表現されます。

例えば、「char str[10];」という宣言は、10文字までの文字列を格納できる変数’str’を作成します。

○文字列の取り扱い

C言語で文字列を扱うには、文字列を表現するための関数やライブラリが提供されています。

例えば、’strlen’関数は文字列の長さを返す関数で、’strcpy’関数は一つの文字列を別の文字列にコピーする関数です。

これらの関数を利用することで、文字列の長さを取得したり、文字列を他の文字列にコピーしたりといった操作が可能となります。

●大文字から小文字への変換

C言語では、大文字から小文字への変換には’tolower’関数を使用します。

この関数は指定した文字が大文字のアルファベットであれば、その小文字に変換した結果を返します。

○tolower関数の使用

このtolower関数は、ctype.hライブラリに定義されています。

そのため、tolower関数を使うためにはプログラムの先頭で「#include 」と記述して、ctype.hライブラリをインクルードする必要があります。

そして、tolower関数を使って大文字から小文字への変換を行うには、次のように記述します。

「char lower = tolower(‘A’);」これにより、’A’が小文字の’a’に変換され、その結果が変数’lower’に格納されます。

○サンプルコード1：大文字の文字列を小文字に変換

大文字の文字列を小文字に変換するC言語のコード例を紹介します。

このコードでは、forループとtolower関数を使用して、文字列中の各文字を小文字に変換しています。

#include <stdio.h>
#include <ctype.h>

int main() {
    char str[] = "HELLO WORLD";
    for (int i = 0; str[i]; i++) {
        str[i] = tolower(str[i]);
    }
    printf("%s\n", str);
    return 0;
}

このコードを実行すると、”HELLO WORLD”という大文字の文字列が”hello world”という小文字の文字列に変換されて出力されます。

●小文字から大文字への変換

小文字から大文字への変換には、’toupper’関数を使用します。

この関数は指定した文字が小文字のアルファベットであれば、その大文字に変換した結果を返します。

○toupper関数の使用

toupper関数もctype.hライブラリに定義されています。

そのため、toupper関数を使うためには、プログラムの先頭で「#include 」と記述して、ctype.hライブラリをインクルードする必要があります。

そして、toupper関数を使って小文字から大文字への変換を行うには、次のように記述します。

「char upper = toupper(‘a’);」これにより、’a’が大文字の’A’に変換され、その結果が変数’upper’に格納されます。

○サンプルコード2：小文字の文字列を大文字に変換

小文字の文字列を大文字に変換するC言語のコード例を紹介します。

このコードでは、forループとtoupper関数を使用して、文字列中の各文字を大文字に変換しています。

#include <stdio.h>
#include <ctype.h>

int main() {
    char str[] = "hello world";
    for (int i = 0; str[i]; i++) {
        str[i] = toupper(str[i]);
    }
    printf("%s\n", str);
    return 0;
}

このコードを実行すると、”hello world”という小文字の文字列が”HELLO WORLD”という大文字の文字列に変換されて出力されます。

●文字列全体の変換

大文字や小文字への変換を行う際には、文字列全体に対して変換を行うことが多いです。

そのような場合、文字列全体を一度に変換する方法を説明します。

○サンプルコード3：文字列全体を大文字に変換

文字列全体を大文字に変換するC言語のコード例を紹介します。

このコードでは、forループとtoupper関数を使用して、文字列中の各文字を大文字に変換しています。

#include <stdio.h>
#include <ctype.h>

int main() {
    char str[] = "hello world";
    for (int i = 0; str[i]; i++) {
        str[i] = toupper(str[i]);
    }
    printf("%s\n", str);
    return 0;
}

このコードを実行すると、”hello world”という小文字の文字列が全体的に”HELLO WORLD”という大文字の文字列に変換されて出力されます。

○サンプルコード4：文字列全体を小文字に変換

文字列全体を小文字に変換するC言語のコード例を紹介します。

このコードでは、forループとtolower関数を使用して、文字列中の各文字を小文字に変換しています。

#include <stdio.h>
#include <ctype.h>

int main() {
    char str[] = "HELLO WORLD";
    for (int i = 0; str[i]; i++) {
        str[i] = tolower(str[i]);
    }
    printf("%s\n", str);
    return 0;
}

このコードを実行すると、”HELLO WORLD”という大文字の文字列が全体的に”hello world”という小文字の文字列に変換されて出力されます。

●注意点と対処法

大文字と小文字の変換を行う際の注意点や対処法について説明します。

○ASCII値について

toupper関数やtolower関数は、アルファベットの大文字と小文字をASCII値に基づいて変換します。

つまり、これらの関数はアルファベット以外の文字に対しては変換を行いません。

アルファベット以外の文字に対してtoupper関数やtolower関数を使用した場合、その文字はそのまま返されます。

○非アルファベット文字の取り扱い

非アルファベット文字を大文字や小文字に変換しようとした場合、その文字は変換されずにそのまま返されます。

例えば、数字や記号、日本語の文字などはアルファベットではないので、toupper関数やtolower関数による変換は適用されません。

そのため、非アルファベット文字を含む文字列を変換する際には注意が必要です。

●応用例とサンプルコード

ここでは、ユーザーが入力した文字列を自動的に大文字に変換する応用例を示します。

○サンプルコード5：ユーザー入力の文字列を自動で大文字に変換する

ユーザーが入力した文字列を自動的に大文字に変換するC言語のコード例を紹介します。

このコードでは、scanf関数でユーザーからの入力を受け取り、その後でtoupper関数を使って入力された文字列を大文字に変換しています。

#include <stdio.h>
#include <ctype.h>

int main() {
    char str[100];
    printf("Enter a string: ");
    scanf("%s", str);
    for (int i = 0; str[i]; i++) {
        str[i] = toupper(str[i]);
    }
    printf("Converted string: %s\n", str);
    return 0;
}

このコードを実行すると、ユーザーが”hello”と入力した場合、その入力が”HELLO”という大文字の文字列に変換されて出力されます。

まとめ

以上、C言語で大文字と小文字を変換する5つのステップについて解説しました。

大文字から小文字への変換、小文字から大文字への変換、そして文字列全体の変換方法について具体的なサンプルコードと共に学びました。

また、非アルファベット文字の取り扱いなどの注意点についても触れました。

これらの知識を活用して、C言語で文字列操作の幅を広げていきましょう。