[C++] std::arrayから最大値・最小値を求める方法

Q: std::arrayとstd::vectorの違いは？

std::arrayとstd::vectorは、C++標準ライブラリの異なるコンテナです。 std::arrayは固定サイズでスタック上に配置され、コンパイル時にサイズが決定されます。一方、std::vectorは可変サイズでヒープ上に配置され、実行時にサイズを変更可能です。 パフォーマンス面では、std::arrayは高速でオーバーヘッドが少ないですが、std::vectorはサイズ変更時にオーバーヘッドが発生する可能性があります。

Q: std::max_elementとstd::min_elementのパフォーマンスは？

std::max_elementとstd::min_elementは、指定した範囲内の要素を1回ずつ比較するため、時間計算量はO(n)です。 これは、nが要素数を表します。 したがって、要素数が多い場合は、パフォーマンスに影響を与える可能性がありますが、通常の使用では十分な速度を提供します。

Q: 最大値・最小値を同時に求める方法は？

最大値と最小値を同時に求めるには、std::max_elementとstd::min_elementを同時に呼び出すことができますが、効率的に行うためには、1回のループで両方を求める方法が推奨されます。

2024-05-202024-08-25

C++のstd::arrayから最大値や最小値を求めるには、std::max_elementとstd::min_elementを使用します。

これらの関数は<algorithm>ヘッダに含まれており、イテレータを引数に取ります。

例えば、std::array<int, 5> arr = {1, 2, 3, 4, 5};の場合、std::max_element(arr.begin(), arr.end())は最大値のイテレータを返します。

同様に、std::min_element(arr.begin(), arr.end())は最小値のイテレータを返します。

これにより、簡単に最大値や最小値を取得できます。

この記事でわかること

std::max_elementとstd::min_elementの基本的な使い方
カスタム比較関数を使用した最大値・最小値の取得方法
複数のstd::arrayを比較して最大値・最小値を求める方法
std::arrayの一部範囲から最大値・最小値を求める方法
最大値と最小値を同時に求める効率的な方法

目次から探す

最大値・最小値を求める方法

std::max_elementとstd::min_elementの紹介

C++の標準ライブラリには、配列やコンテナの要素の中から最大値や最小値を求めるための便利な関数が用意されています。

それがstd::max_elementとstd::min_elementです。

これらの関数は、指定した範囲内の最大値または最小値を見つけるために使用されます。

std::max_element: 指定した範囲内の最大値を持つ要素のイテレータを返します。
std::min_element: 指定した範囲内の最小値を持つ要素のイテレータを返します。

これらの関数は、<algorithm>ヘッダーファイルに定義されています。

std::max_elementとstd::min_elementの使い方

std::max_elementとstd::min_elementを使用する際は、以下のように記述します。

#include <iostream>
#include <array>
#include <algorithm>
int main() {
    std::array<int, 5> arr = {1, 2, 3, 4, 5};
    // 最大値を求める
    auto max_it = std::max_element(arr.begin(), arr.end());
    // 最小値を求める
    auto min_it = std::min_element(arr.begin(), arr.end());
    std::cout << "最大値: " << *max_it << std::endl; // 最大値を出力
    std::cout << "最小値: " << *min_it << std::endl; // 最小値を出力
    return 0;
}

このコードでは、std::arrayを使用して整数の配列を作成し、std::max_elementとstd::min_elementを使って最大値と最小値を求めています。

例：std::arrayから最大値を求める

以下は、std::arrayから最大値を求める具体的な例です。

#include <iostream>
#include <array>
#include <algorithm>
int main() {
    std::array<int, 5> numbers = {10, 20, 5, 30, 15};
    // 最大値を求める
    auto max_value = *std::max_element(numbers.begin(), numbers.end());
    std::cout << "最大値: " << max_value << std::endl; // 最大値を出力
    return 0;
}

最大値: 30

例：std::arrayから最小値を求める

次に、std::arrayから最小値を求める例を示します。

#include <iostream>
#include <array>
#include <algorithm>
int main() {
    std::array<int, 5> numbers = {10, 20, 5, 30, 15};
    // 最小値を求める
    auto min_value = *std::min_element(numbers.begin(), numbers.end());
    std::cout << "最小値: " << min_value << std::endl; // 最小値を出力
    return 0;
}

最小値: 5

これらの例を通じて、std::arrayから最大値と最小値を簡単に求める方法が理解できるでしょう。

応用例

カスタム比較関数を使った最大値・最小値の取得

std::max_elementやstd::min_elementは、デフォルトの比較方法に加えて、カスタム比較関数を使用することもできます。

これにより、特定の条件に基づいて最大値や最小値を求めることが可能です。

以下は、カスタム比較関数を使って、構造体の配列から特定のメンバーの最大値を求める例です。

#include <iostream>
#include <array>
#include <algorithm>
struct Person {
    std::string name;
    int age;
};
// 年齢を基準に最大値を求めるカスタム比較関数
bool compareByAge(const Person& a, const Person& b) {
    return a.age < b.age;
}
int main() {
    std::array<Person, 3> people = {{{"Alice", 30}, {"Bob", 25}, {"Charlie", 35}}};
    // 最大年齢を持つ人を求める
    auto oldest = std::max_element(people.begin(), people.end(), compareByAge);
    std::cout << "最も年齢が高い人: " << oldest->name << " (" << oldest->age << "歳)" << std::endl;
    return 0;
}

最も年齢が高い人: Charlie (35歳)

複数のstd::arrayを比較して最大値・最小値を求める

複数のstd::arrayを比較して最大値や最小値を求める場合、各配列の要素を一つずつ比較する必要があります。

以下は、2つのstd::arrayの最大値を求める例です。

#include <iostream>
#include <array>
#include <algorithm>
int main() {
    std::array<int, 5> array1 = {1, 2, 3, 4, 5};
    std::array<int, 5> array2 = {6, 7, 8, 9, 10};
    // array1の最大値
    auto max1 = *std::max_element(array1.begin(), array1.end());
    // array2の最大値
    auto max2 = *std::max_element(array2.begin(), array2.end());
    // 2つの最大値を比較
    int overall_max = std::max(max1, max2);
    std::cout << "2つの配列の最大値: " << overall_max << std::endl;
    return 0;
}

2つの配列の最大値: 10

std::arrayの一部範囲から最大値・最小値を求める

std::max_elementやstd::min_elementは、配列の一部範囲を指定して最大値や最小値を求めることもできます。

以下は、std::arrayの一部範囲から最大値を求める例です。

#include <iostream>
#include <array>
#include <algorithm>
int main() {
    std::array<int, 6> numbers = {10, 20, 5, 30, 15, 25};
    // 配列の一部範囲から最大値を求める
    auto max_value = *std::max_element(numbers.begin() + 1, numbers.begin() + 5); // 20, 5, 30, 15の範囲
    std::cout << "指定した範囲の最大値: " << max_value << std::endl; // 最大値を出力
    return 0;
}