日時

[C++] 日時を任意の形式の文字列に変換して取得する方法

C++で日時を任意の形式の文字列に変換するには、標準ライブラリの<iomanip>や<ctime>を使用します。

まず、std::time_t型で現在時刻を取得し、std::localtimeで構造体std::tmに変換します。

その後、std::ostringstreamとstd::put_timeを用いてフォーマット指定子(例："%Y-%m-%d %H:%M:%S")に従い文字列を生成します。

C++20以降では<chrono>とstd::formatを使う方法もあります。

目次から探す

日時を文字列に変換する基本的な方法
<iomanip>を使った日時のフォーマット
C++20以降の新しい方法
実用的なフォーマット例
エラーハンドリングと注意点
まとめ

日時を文字列に変換する基本的な方法

C++では、日時を文字列に変換するために、主に<iomanip>と<ctime>ライブラリを使用します。

これにより、日時を任意の形式で表示することが可能です。

以下に基本的な方法を示します。

#include <iostream>
#include <iomanip>  // 日時のフォーマットに必要
#include <ctime>    // 時間関連の機能を使用
int main() {
    // 現在の日時を取得
    std::time_t now = std::time(nullptr);
    std::tm* localTime = std::localtime(&now);
    // 日時を指定した形式で出力
    std::cout << std::put_time(localTime, "%Y-%m-%d %H:%M:%S") << std::endl; // YYYY-MM-DD HH:MM:SS
    return 0;
}

2023-10-05 14:30:45

このコードでは、std::put_timeを使用して、std::tm構造体から取得した日時を指定したフォーマットで出力しています。

フォーマットは"%Y-%m-%d %H:%M:%S"のように指定し、年、月、日、時、分、秒を表示しています。

<iomanip>を使った日時のフォーマット

<iomanip>ライブラリは、C++での入出力操作を制御するための機能を提供します。

特に、日時のフォーマットを整える際に非常に便利です。

std::put_time関数を使用することで、std::tm構造体の日時情報を指定した形式で出力できます。

以下に具体的な例を示します。

#include <iostream>
#include <iomanip>  // 日時のフォーマットに必要
#include <ctime>    // 時間関連の機能を使用
int main() {
    // 現在の日時を取得
    std::time_t now = std::time(nullptr);
    std::tm* localTime = std::localtime(&now);
    // 日時を異なる形式で出力
    std::cout << "フォーマット1: " << std::put_time(localTime, "%Y/%m/%d") << std::endl; // YYYY/MM/DD
    std::cout << "フォーマット2: " << std::put_time(localTime, "%d-%m-%Y") << std::endl; // DD-MM-YYYY
    std::cout << "フォーマット3: " << std::put_time(localTime, "%H:%M:%S") << std::endl; // HH:MM:SS
    return 0;
}

フォーマット1: 2023/10/05
フォーマット2: 05-10-2023
フォーマット3: 14:30:45

このコードでは、std::put_timeを使って、同じ日時を異なるフォーマットで出力しています。

フォーマット文字列を変更することで、表示形式を自由にカスタマイズできます。

例えば、"%Y/%m/%d"は年/月/日形式、"%d-%m-%Y"は日-月-年形式、"%H:%M:%S"は時:分:秒形式で表示されます。

C++20以降の新しい方法

C++20では、日時の操作に関する新しいライブラリが追加され、より直感的に日時を扱えるようになりました。

特に、<chrono>ライブラリの拡張により、日時のフォーマットや解析が簡単になりました。

以下に、C++20での日時の文字列変換の例を示します。

#include <chrono>
#include <ctime>   // std::localtimeに必要
#include <iomanip> // std::put_timeに必要
#include <iostream>

int main() {
    // 現在の日時を取得
    auto now = std::chrono::system_clock::now();
    std::time_t now_time_t = std::chrono::system_clock::to_time_t(now);
    std::tm* localTime = std::localtime(&now_time_t);

    // std::put_timeを使用して日時をフォーマット
    std::cout << "フォーマットされた日時: "
              << std::put_time(localTime, "%Y-%m-%d %H:%M:%S") << std::endl;

    return 0;
}

フォーマットされた日時: 2023-10-05 14:30:45

このコードでは、C++20のstd::put_timeを使用して、std::tm構造体から取得した日時を指定した形式で出力しています。

std::put_timeは、Pythonのformat関数に似た使い方ができ、より柔軟で読みやすいコードを書くことが可能です。

フォーマット文字列は"%Y-%m-%d %H:%M:%S"のように指定し、年、月、日、時、分、秒を表示しています。

これにより、日時のフォーマットが簡単に行えるようになりました。

実用的なフォーマット例

日時を文字列に変換する際、さまざまなフォーマットが必要になることがあります。

以下に、実用的なフォーマットの例をいくつか示します。

これらの例では、<iomanip>やC++20の<format>を使用して、異なる形式で日時を表示します。

1. ISO 8601形式

ISO 8601形式は、国際的に標準化された日時の表記法です。

以下のコードでは、YYYY-MM-DDTHH:MM:SS形式で表示します。

#include <iostream>
#include <iomanip>
#include <ctime>
int main() {
    std::time_t now = std::time(nullptr);
    std::tm* localTime = std::localtime(&now);
    std::cout << "ISO 8601形式: " << std::put_time(localTime, "%Y-%m-%dT%H:%M:%S") << std::endl; // YYYY-MM-DDTHH:MM:SS
    return 0;
}

ISO 8601形式: 2023-10-05T14:30:45

2. ローカル形式

ローカル形式は、地域に応じた日時の表示方法です。

以下のコードでは、DD/MM/YYYY形式で表示します。

#include <iostream>
#include <iomanip>
#include <ctime>
int main() {
    std::time_t now = std::time(nullptr);
    std::tm* localTime = std::localtime(&now);
    std::cout << "ローカル形式: " << std::put_time(localTime, "%d/%m/%Y") << std::endl; // DD/MM/YYYY
    return 0;
}

ローカル形式: 05/10/2023

3. カスタム形式

カスタム形式では、任意のフォーマットを指定できます。

以下のコードでは、月日, 年形式で表示します。

#include <iostream>
#include <iomanip>
#include <ctime>
int main() {
    std::time_t now = std::time(nullptr);
    std::tm* localTime = std::localtime(&now);
    std::cout << "カスタム形式: " << std::put_time(localTime, "%B %d, %Y") << std::endl; // 月 日, 年
    return 0;
}

カスタム形式: October 05, 2023

4. C++20のフォーマットを使用した例

C++20のstd::formatを使用して、より柔軟なフォーマットを実現します。

以下のコードでは、HH:MM AM/PM形式で表示します。

#include <chrono>
#include <iomanip>
#include <iostream>
#include <sstream>

int main() {
    auto now = std::chrono::system_clock::now();
    std::time_t now_time_t = std::chrono::system_clock::to_time_t(now);
    std::tm* localTime = std::localtime(&now_time_t);

    // std::ostringstreamを使用してフォーマットされた時間を文字列として取得
    std::ostringstream oss;
    oss << std::put_time(localTime, "%Y-%m-%d %I:%M:%S %p");
    std::string formattedTime = oss.str();

    std::cout << "12時間形式: " << formattedTime << std::endl;
    return 0;
}

12時間形式: 2024-12-02 11:51:55 AM

これらの例を参考にすることで、さまざまな用途に応じた日時のフォーマットを簡単に実現できます。

必要に応じてフォーマット文字列を変更することで、希望する形式にカスタマイズできます。

エラーハンドリングと注意点

日時を文字列に変換する際には、いくつかのエラーハンドリングや注意点があります。

これらを理解しておくことで、より堅牢なプログラムを作成することができます。

以下に、主なポイントを示します。

1. 無効な日時の処理

std::localtimeやstd::put_timeを使用する際、無効な日時が渡されると未定義の動作を引き起こす可能性があります。

これを防ぐために、日時が有効であることを確認する必要があります。

#include <iostream>
#include <iomanip>
#include <ctime>
int main() {
    std::time_t invalidTime = -1; // 無効な日時
    std::tm* localTime = std::localtime(&invalidTime);
    if (localTime == nullptr) {
        std::cerr << "無効な日時です。" << std::endl;
        return 1; // エラーコードを返す
    }
    std::cout << std::put_time(localTime, "%Y-%m-%d %H:%M:%S") << std::endl;
    return 0;
}

2. タイムゾーンの考慮

日時を扱う際には、タイムゾーンの違いに注意が必要です。

std::localtimeはシステムのローカルタイムゾーンを使用しますが、UTC(協定世界時)を使用する場合はstd::gmtimeを使用する必要があります。

#include <iostream>
#include <iomanip>
#include <ctime>
int main() {
    std::time_t now = std::time(nullptr);
    std::tm* utcTime = std::gmtime(&now); // UTCを使用
    std::cout << "UTC形式: " << std::put_time(utcTime, "%Y-%m-%d %H:%M:%S") << std::endl;
    return 0;
}

3. C++20のフォーマットエラー

C++20のstd::formatを使用する際、フォーマット文字列が不正な場合、例外が発生します。

これを適切にキャッチして処理することが重要です。

#include <chrono>
#include <format>
#include <iostream>

int main() {
    try {
        // 現在の時刻を取得
        auto now = std::chrono::system_clock::now();

        // 現在の時刻をローカルタイムゾーンに変換
        auto localTime = std::chrono::zoned_time{std::chrono::current_zone(), now};

        // std::formatを使用してフォーマット
        std::string formattedTime = std::format("{:%Y-%m-%d %H:%M:%S}", localTime);
        std::cout << "フォーマットされた日時: " << formattedTime << std::endl;
    } catch (const std::format_error& e) {
        std::cerr << "フォーマットエラー: " << e.what() << std::endl;
        return 1;
    } catch (const std::exception& e) {
        std::cerr << "エラー: " << e.what() << std::endl;
        return 1;
    }
    return 0;
}