【C++】vectorやstringのデータへ直接アクセスするポインタを取得する方法 (.data, .c_str)

2025年8月31日

はじめに

C++のstd::vectorやstd::stringは、内部的に連続したメモリ領域（配列）を使ってデータを管理しています。通常、これらのコンテナの要素には .at() や [] 演算子でアクセスしますが、時には、C言語スタイルの古い関数（printf や memcpy など）と連携するために、コンテナが管理する生データへの直接的なポインタが必要になることがあります。

この記事では、std::vector と std::string が持つ、内部データへのポインタを取得するための2つの重要なメンバ関数、.data() と .c_str() について解説します。

1. `.data()` メンバ関数 (`vector`, `string`, `array`)

.data() メンバ関数は、コンテナが管理するメモリ領域の先頭要素を指すポインタを返します。

サンプルコード

このコードは、vector<char> の内容を、.data() で取得したポインタを使って、C言語スタイルの char 配列に memcpy でコピーします。

#include <iostream>
#include <vector>
#include <cstring> // memcpy

using namespace std;

int main() {
    vector<char> char_vector = {'H', 'e', 'l', 'l', 'o'};
    
    // コピー先のC言語スタイルchar配列
    char char_buffer[10] = {}; // ゼロで初期化
    
    // 1. .data()でvectorの先頭要素へのポインタを取得
    // 2. memcpyで、vectorの全要素をbufferにコピー
    memcpy(char_buffer, char_vector.data(), char_vector.size());

    cout << "コピーされたC言語スタイルの文字列: " << char_buffer << endl;

    return 0;
}

解説: memcpy のようなC言語の関数は、std::vector を直接受け取ることはできませんが、.data() が返す char* 型のポインタを渡すことで、シームレスに連携できます。

注意点: .data() が返すポインタは、vector の再確保（push_back などで capacity が変化する時）が起こると無効になります。取得したポインタは、再確保が起こらないことが保証される短い寿命で使う必要があります。

2. `.c_str()` メンバ関数 (`string` のみ)

.c_str() メンバ関数は、std::string の内容を表す、終端Null文字 (\0) で終わるC言語スタイルの文字列へのポインタ（const char*）を返します。

サンプルコード

#include <iostream>
#include <string>

using namespace std;

int main() {
    string my_string = "Welcome";

    // .c_str()で、終端ヌル文字付きのC文字列へのポインタを取得
    const char* c_style_string = my_string.c_str();

    // printfのような、C言語スタイルの文字列を要求する関数に渡すことができる
    printf("C言語スタイルで出力: %s\n", c_style_string);

    return 0;
}