ワイド文字

ワイド文字（ワイドもじ、）とは、主にC言語およびC++におけるデータ型で、1文字あたりのバイト数を通常より多くしたデータ型である。

 概要 
C言語やC++の基本実行文字集合は通常、ASCIIのサブセットの文字種からなる。ただし実際の文字コードが何であるかは規定されていない。

漢字のような拡張実行文字集合は、通常マルチバイト文字として扱われるが、1文字を構成するバイト数が可変長であり、本来1つの文字でありながら複数の文字の組（あるいは文字列）として扱わなければならないなどの不便がある。そうした問題を解消するために、1文字を1つの整数値で扱えるようにすることを目指したのがワイド文字である。

 wchar_t型 
C言語では1995年の ISO/IEC 9899/AMD1:1995 より、wchar_t 型や <wchar.h>、<wctype.h> などのヘッダーファイルが追加になった。ワイド文字は wchar_t というデータ型で表現する。char型を用いた文字および文字列の場合、文字定数 ()文字定数 - cppreference.com (C) および文字列リテラル ()文字列リテラル - cppreference.com (C) はソースコード中で、例えばそれぞれ「'c'」および「"str"」と表記する。これに対応するように、ワイド文字定数は大文字のエルによるプレフィックスLを付けて「L'c'」と表記する。同様に、ワイド文字から構成される文字列をワイド文字列と呼び、そのリテラルは「L"str"」と表記する。従来の文字定数は型ではなく型だったが、ワイド文字定数は型を持つ。従来の文字列リテラルは型だったが、ワイド文字列リテラルは型を持つ。

C言語での wchar_t は単なるtypedefによるエイリアス（他の型の別名として定義されている）であるが、C++においてはキーワード（予約語）である。コンパイラによっては、「wchar_t」を組み込みの型とみなすか否かをコンパイラの設定で切り替えられるものもある/Zc:wchar_t (wchar_t Is Native Type) | Microsoft Docs。なおC++の場合、文字定数という用語はなく、文字リテラル () と呼ばれている文字リテラル - cppreference.com (C++)。文字リテラルは型を持ち、ワイド文字リテラルは型を持つ。文字列リテラルは型を持ち、ワイド文字列リテラルは型を持つ。

C99 規格や C++98 規格の場合、ワイド文字定数・文字列リテラルには ISO 10646 文字集合の数値で表現するユニバーサル文字名を使用することもできる。

 内部表現 
char型のサイズは常に1バイトであることがC/C++規格で保証されるただし1バイトが8ビットであることは保証されない。バイトあたりのビット数は、<limits.h>/<climits>にてマクロ定数 CHAR_BIT として定義される。。つまり、sizeof(char) == 1は常に真である。

一方、wchar_t 型は C および C++ 双方の標準規格において、符号付きの場合は少なくとも-127から+127まで、符号無しの場合は少なくとも0から255までの範囲を表現できる数値型JIS X 3010:2003「プログラム言語C」§7.18.3「他の整数型の限界値」WCHAR_MIN, WCHAR_MAX、ということのみ定められている（少なくともchar型と同じ大きさが必要）。charがASCIIであるとは限らなかったり、floatやdoubleがIEEE 754の単精度・倍精度であるとは限らなかったりすることと同様に、wchar_tの内部表現もUnicodeである必要はない。本来はCode Set Independent（符号化集合に独立）なのである。

wchar_t 型のサイズと符号化形式は、例えばWindowsでは2バイト (16ビット) のUTF-16であり、LinuxやmacOSでは4バイト (32ビット) のUTF-32である。しかし、。そのようなプログラムは、Unicodeを用いた符号化形式とは限らない一般のUnixなどへの移植の際に問題が表面化する。なお、C99より、wchar_tがUnicodeと互換性のある場合、__STDC_ISO_10646__が事前定義されると定められている。C++11でもC99互換の定義済みマクロが導入された
C99互換で導入された定義済みマクロ - cpprefjp C++日本語リファレンス。

 char16_t, char32_t型 
ワイド文字の問題は、前述のように型のサイズや符号化形式が規定されておらず、プラットフォームおよび処理系依存であることである。Unicodeが普及するにつれて、移植性の問題が表面化してきた。

2011年に改訂された C/C++ の標準規格、C11 と C++11 では、新たに2つの文字型 char16_t と char32_t が導入された。これらはそれぞれ UTF-16 と UTF-32 を内部表現とする。u'c' や U'c' あるいは u"str" や U"str" のように小文字の u あるいは大文字の U を前置することで、それぞれ char16_t と char32_t の文字定数・文字列リテラルを表現する。また、u8 を前置することで UTF-8 の文字列リテラルを表現する文字列リテラル - cppreference.com (C++)が、C++17まではchar8_t型は存在せず、従来のchar型で代用する仕様だった。C++17ではUTF-8の文字リテラルをサポートするようになったが、その型はcharであった。C++20では型がサポートされるようになり、UTF-8文字リテラルの型とUTF-8文字列リテラルの型もそれぞれとに仕様変更されたUTF-8エンコーディングされた文字の型として`char8_t`を追加 [P0482R6] - cpprefjp C++日本語リファレンス。

C言語の場合char16_tおよびchar32_tはそれぞれuint_least16_tおよびuint_least32_tのtypedefエイリアスであるが、C++の場合char16_tおよびchar32_tはキーワードであり、それぞれstd::uint_least16_tおよびstd::uint_least32_tと同じサイズではあるものの、別の型として規定されている基本型 - cppreference.com。

いずれの言語においても、char16_t型のサイズは16ビットよりも大きい可能性があるが、格納される値は16ビット幅であるchar16_t - cppreference.com。同様に、char32_t型のサイズは32ビットよりも大きい可能性があるが、格納される値は32ビット幅であるchar32_t - cppreference.com。

 D言語 
D言語では、charと別に、次の2つの文字型が用意されている。
wchar
UTF-16を格納する16ビットの文字型
dchar
UTF-32を格納する32ビットの文字型

 脚注 

 関連項目 
 文字符号化方式
 キーワード (C++)

わいともし
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