文字列補間

プログラミングにおいて、文字列補間（もじれつほかん、）とは、内に埋め込まれたプレースホルダーを実行時に評価し、そのプレースホルダーを対応する値に置き換える処理である。変数補間 （へんすうほかん、）、変数置換（へんすうちかん、）、変数展開（へんすうてんかい、）ともいう。この処理は、単純なテンプレートエンジンであり、正式な用語で言えばの一形態である。文字列補間は、文字列連結よりも簡単でより直観的に文字列のフォーマットを規定できる。

文字列補間は、データの文字列表現を多用する多くのプログラミング言語（C言語、Perl、PHP、Python、Ruby、Groovy、Scala、Swiftなど、および多くのUnixシェル）で使用できる。

文字列リテラルの表現には、文字列補間が使えるものと、使えないもの（raw文字列）がある。プレースホルダーは、無名もしくは名前のついたで示される。一般的には$や%が使用され、名前つきの場合は$placeholderや%123のようになる。文字列の補間はに行われる。

変種 
いくつかの言語は文字列補間に対応していない。例えばC言語のprintf関数では、第1引数が書式化文字列であり、第2引数以降に書式化文字列内のプレースホルダーを置き換える定数・変数や式が置かれる。

Rubyでは"#"を補間のための記号として使用するが、変数だけでなくどんな式でも補間できる。他の言語では、printfのような特別なフォーマット用の関数でより進んだ補間法に対応しているものもある。その場合、第1引数（フォーマット）で第2引数以降が代えられるパターンを指定する。

アルゴリズム 
文字列補間のための変数を展開するアルゴリズムには、主に2つの方法がある

 プレースホルダーの置換と展開 (Replace and expand placeholders) : オリジナルの文字列を元にして、検索置換 (find-replace) 演算によって新しい文字列を作成する。プレイスホルダーを見つけたら、それを変数の値に置き換える。このアルゴリズムは、キャッシュが使用できない。
 文字列の分割と結合 (Split and join string) : 文字列を配列に分割する。そして、それを対応する値の配列に合併し、最後に、全ての配列を結合する。分割した文字列は、再理用のためにキャッシュしておくことができる。

セキュリティ上の問題 
文字列連結と同様、文字列補間はセキュリティ上の問題を招く可能性がある。プログラマがきちんとユーザー入力データをエスケープするかフィルターに通すかしないならば、システムはSQLインジェクション、スクリプトインジェクション、XML外部エンティティインジェクション (XXE)、クロスサイトスクリプティング (XSS) などの攻撃にさらされることになる。

以下は、SQLインジェクションを引き起こす文字列補間の例である。
 query = " "
ここで、$idが"'; "に補間された場合、このクエリを実行するとテーブルの全てのデータが削除されてしまう。

例 
以下のPerlのコードは、PHPでも同じように動作する。
$name = "Alice";
print "${name} said Hello World to the crowd of people.";
このコードは、Alice said Hello World to the crowd of people.と出力する。

Boo 
apples = 4
print("I have $(apples) apples")
# または
print("I have {0} apples" % apples)
上記のコードは以下のように出力する。
I have 4 apples

C#.NET 
var apples = 4;
// Before C# 6.0
System.Console.WriteLine(String.Format("I have {0} apples", apples));
// Before C# 6.0 WriteLineメソッド自体が書式指定に対応しているため、簡潔にこう書ける。
System.Console.WriteLine("I have {0} apples", apples);
// C# 6.0
System.Console.WriteLine($"I have {apples} apples");

上記のコードは以下のように出力する。
I have 4 apples

CFML 
Script syntax:
apples = 4;
writeOutput("I have #apples# apples");

Tag syntax:
<cfset apples = 4>
<cfoutput>I have #apples# apples</cfoutput>

上記のコードは以下のように出力する。

CoffeeScript 
apples = 4
console.log "I have #{apples} apples"
上記のコードは以下のように出力する。
I have 4 apples

Dart 
int apples = 4, bananas = 3;
print('I have $apples apples.');
print('I have ${apples+bananas} fruit.');
上記のコードは以下のように出力する。
I have 4 apples.
I have 7 fruit.

Groovy 
def quality = 'superhero'
def sentence = "A developer is a ${quality}"
print sentence
上記のコードは以下のように出力する。
A developer is a superhero

Haxe  
var apples = 4;
var bananas = 3;
trace('I have $apples apples.');
trace('I have ${apples+bananas} fruit.');
上記のコードは以下のように出力する。
I have 4 apples.
I have 7 fruit.

Nemerle 
def apples = 4;
def bananas = 3;
Console.WriteLine($"I have $apples apples.");
Console.WriteLine($"I have $(apples + bananas) fruit.");
上記のコードは以下のようにも書ける。
def fruit = ["apple", "banana"];
Console.WriteLine($<#I have ..$(fruit; "\n"; f => f + "s")#>);
上記のコードは以下のように出力する。
apples
bananas

Perl 
my $apples = 4;
my $bananas = 3;
print "I have $apples apples.\n";
print "I have @{[$apples+$bananas]} fruit.\n";  # Uses the Perl array (@) interpolation.
上記のコードは以下のように出力する。
I have 4 apples.
I have 7 fruit.

PHP 
<?php
class foo {
    var $foo;
    var $bar;
    function foo() {
        $this->foo = 'Foo';
        $this->bar = array('Bar1', 'Bar2', 'Bar3');
    }
}
$foo = new foo();
$name = 'Jason';
echo <<<EOT
My name is "$name". I am printing some $foo->foo.
Now, I am printing some {$foo->bar[1]}.
This should print a capital 'A': \x41
EOT;
?>上記のコードは以下のように出力する。
My name is "Jason". I am printing some Foo.
Now, I am printing some Bar2.
This should print a capital 'A': A

Python 
# in Python 2
apples = 4
print "I have %d apples" % apples
print "I have %(apples)d apples" % locals()
# or in Python 2.6
print "I have {} apples".format(apples)
print "I have {a} apples".format(a=apples)
# or in Python 3
print("I have {apples} apples".format(**locals()))
# or with Python 3.6
print(f"I have {apples} apples")  
上記のコードは以下のように出力する。
I have 4 apples

Ruby 
apples = 4
puts "I have #{apples} apples"
# or
puts "I have %s apples" % apples
# or
puts "I have %{a} apples" % {a: apples}

上記のコードは以下のように出力する。
I have 4 apples

Scala 
Scala 2.10以降には、s, f, rawの3つの文字列補間子が実装されている。

f補間子はString.formatを呼び出すための組み込み表現で、書式付き文字列を書き直すコンパイラ・マクロである。

val apples = 4
//before Scala 2.10
printf("I have %d apples\n", apples)
println("I have %d apples" format apples)
//Scala 2.10+
println(s"I have $apples apples")
println(f"I have $apples%d apples")
上記のコードは以下のように出力する。I have 4 apples

Swift 
Swiftでは、定数・変数・リテラル・式の組合せから、それらの値を文字列リテラルの中に含むことによって、新しい文字列の値を作ることができる。文字列リテラルに含むそれぞれのアイテムは、一対の括弧で囲まれ、その前にバックスラッシュ（日本語環境では円記号）が置かれる。

let apples = 4
print("I have \(apples) apples")上記のコードは以下のように出力する。
I have 4 apples

TypeScript
バージョン1.4より、TypeScriptはバッククォート `` を使用した文字列補間に対応した。以下はその例である。
var apples: number = 4;
console.log(`I have ${apples} apples`);
上記のコードは以下のように出力する。
I have 4 apples
console.log関数はprintf関数と同じように使用できる。上記の列は、以下のようにも書き表せる。
var apples: number = 4;
console.log("I have %d apples", apples);

関連項目 
 文字列連結
 
 printf

出典 

プログラミング言語の構文
文字列
変数 (プログラミング)