【C++】floor / ceil で小数点以下を切り捨て・切り上げする方法

はじめに

C++で浮動小数点数（doubleやfloat）を扱う際、小数点以下を特定のルールで丸めたい（整数にしたい）場面は頻繁にあります。

標準ライブラリの <cmath> (C言語では <math.h>) ヘッダーには、このための便利な関数が用意されています。

• std::floor: 床 (floor) の方向、つまり負の無限大方向へ丸めます。（切り捨て）
• std::ceil: 天井 (ceiling) の方向、つまり正の無限大方向へ丸めます。（切り上げ）

この記事では、これら2つの関数の基本的な使い方と、正の数と負の数での挙動の違いについて解説します。

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floor / ceil を使ったサンプルコード

このコードは、正の数と負の数、それぞれに対して floor と ceil を適用し、その結果を出力します。

完成コード

#include <iostream>
#include <cmath> // floor, ceil 関数を使うために必要

using namespace std;

int main() {
    double positive_value = 5.7;
    double negative_value = -5.7;

    cout << "--- 正の数の場合 (5.7) ---" << endl;
    // floor: 5.7 を超えない最大の整数 -> 5
    cout << "切り捨て (floor): " << floor(positive_value) << endl;
    // ceil: 5.7 以上の最小の整数 -> 6
    cout << "切り上げ (ceil): " << ceil(positive_value) << endl;

    cout << "\n--- 負の数の場合 (-5.7) ---" << endl;
    // floor: -5.7 を超えない最大の整数 -> -6
    cout << "切り捨て (floor): " << floor(negative_value) << endl;
    // ceil: -5.7 以上の最小の整数 -> -5
    cout << "切り上げ (ceil): " << ceil(negative_value) << endl;
    
    return 0;
}

実行結果

--- 正の数の場合 (5.7) ---
切り捨て (floor): 5
切り上げ (ceil): 6

--- 負の数の場合 (-5.7) ---
切り捨て (floor): -6
切り上げ (ceil): -5

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コードの解説

std::floor(x) (切り捨て)

floor (床) 関数は、引数 x を超えない最大の整数を double 型で返します。数直線をイメージすると、常に左側（小さい方）の整数に丸められます。

• floor(5.7) は 5
• floor(-5.7) は -6 ( -5 ではないことに注意)

std::ceil(x) (切り上げ)

ceil (天井) 関数は、引数 x 以上の最小の整数を double 型で返します。数直線をイメージすると、常に右側（大きい方）の整数に丸められます。

• ceil(5.7) は 6
• ceil(-5.7) は -5

0への切り捨て (trunc)

もし、単純に小数点以下を切り捨てたい（正負を問わず 5.7 も -5.7 も 5 と -5 にしたい）場合は、trunc (truncate) 関数を使います。

C++

cout << trunc(5.7);  // -> 5
cout << trunc(-5.7); // -> -5

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まとめ

今回は、C++の<cmath>ライブラリを使って、浮動小数点数を切り捨て・切り上げする方法を解説しました。

• floor(x): x を超えない最大の整数（常に小さい方へ）。
• ceil(x): x 以上の最小の整数（常に大きい方へ）。
• trunc(x): 0 の方向へ、小数点以下を単純に切り捨てる。

これらの関数は、浮動小数点数から整数への変換ルールを明確にする上で非常に重要です。それぞれの挙動の違い、特に負の数に対する動作を正確に理解し、目的に応じて適切に使い分けましょう。