列挙型

[C++] enum classを範囲for文でループする方法

2025-01-18更新日: 2025-01-18

C++のenum classは型安全な列挙型であり、通常は範囲for文で直接ループすることはできません。

これを実現するには、列挙型の全ての値を列挙する仕組みを自分で用意する必要があります。

一例として、enum classの最小値と最大値を定義し、それらを基にイテレーションを行う方法があります。

この際、std::underlying_typeを用いて列挙型の整数値を取得し、インクリメント操作を行うことでループを実現します。

目次から探す

enum classを範囲for文でループする方法
実装時の注意点
応用例
まとめ

enum classを範囲for文でループする方法

C++11以降、enum classは型安全な列挙型として広く使用されています。

しかし、enum classの値を範囲for文でループするためには、少し工夫が必要です。

以下にその方法を解説します。

enum classの定義

まず、enum classを定義します。

ここでは、曜日を表すDayという列挙型を作成します。

#include <iostream>
#include <vector>
enum class Day {
    Sunday,
    Monday,
    Tuesday,
    Wednesday,
    Thursday,
    Friday,
    Saturday
};

enum classの値を取得するための関数

enum classの値を範囲for文でループするためには、列挙型の値を格納したコンテナ(例えば、std::vector)を用意します。

以下の関数を使って、Dayの全ての値を取得します。

std::vector<Day> getAllDays() {
    return { Day::Sunday, Day::Monday, Day::Tuesday, 
             Day::Wednesday, Day::Thursday, 
             Day::Friday, Day::Saturday };
}

範囲for文でのループ

次に、範囲for文を使ってDayの全ての値をループします。

ループ内では、Dayの値を出力します。

完全なサンプルコード

#include <iostream>
#include <vector>
enum class Day {
    Sunday,
    Monday,
    Tuesday,
    Wednesday,
    Thursday,
    Friday,
    Saturday
};

std::vector<Day> getAllDays() {
    return {Day::Sunday,   Day::Monday, Day::Tuesday, Day::Wednesday,
            Day::Thursday, Day::Friday, Day::Saturday};
}

int main() {
    // 全ての曜日を取得
    auto days = getAllDays();
    // 範囲for文でループ
    for (const auto& day : days) {
        // 曜日を出力
        std::cout << static_cast<int>(day)
                  << std::endl; // enum classの値を整数に変換
    }
    return 0;
}

int main() {
    // 全ての曜日を取得
    auto days = getAllDays();
    // 範囲for文でループ
    for (const auto& day : days) {
        // 曜日を出力
        std::cout << static_cast<int>(day) << std::endl; // enum classの値を整数に変換
    }
    return 0;
}

このコードでは、enum classの値を整数に変換して出力しています。

static_cast<int>(day)を使用することで、enum classの値を整数として扱うことができます。

これにより、範囲for文を使ってenum classの全ての値を簡単にループすることが可能になります。

実装時の注意点

enum classを範囲for文でループする際には、いくつかの注意点があります。

これらを理解しておくことで、より安全で効率的なコードを書くことができます。

型安全性の理解

enum classは型安全な列挙型です。

通常のenumとは異なり、異なるenum classの値を混同することがありません。

これにより、意図しない型のエラーを防ぐことができます。

注意点	説明
型安全性	異なる`enum class`の値を混同しない。
スコープの明確化	`enum class`の値はスコープ内でのみ有効。

スコープの明確化

enum classの値は、その列挙型のスコープ内でのみ有効です。

これにより、同名の値が他の列挙型と衝突することを防ぎます。

例えば、Day::SundayとMonth::Sundayは異なる値として扱われます。

値の範囲を明示する

enum classの値をループする際には、全ての値を明示的に列挙する必要があります。

自動的に全ての値を取得する方法はないため、手動で値を管理することが求められます。

std::vector<Day> getAllDays() {
    return { Day::Sunday, Day::Monday, Day::Tuesday, 
             Day::Wednesday, Day::Thursday, 
             Day::Friday, Day::Saturday };
}

変換の必要性

enum classの値を出力する際には、整数に変換する必要があります。

これは、enum classが型安全であるため、直接出力することができないからです。

static_castを使用して、適切に変換を行いましょう。

これらの注意点を考慮することで、enum classを使用したプログラムがより安全で効率的になります。

型安全性やスコープの明確化を理解し、適切に実装することが重要です。

応用例

enum classを範囲for文でループする方法は、さまざまな場面で応用できます。

ここでは、実際のアプリケーションでの使用例をいくつか紹介します。

カードゲームのスート管理

カードゲームでは、スート(マーク)を管理するためにenum classを使用することができます。

以下の例では、スートを定義し、全てのスートをループして表示します。

#include <iostream>
#include <vector>
enum class Suit {
    Hearts,
    Diamonds,
    Clubs,
    Spades
};
std::vector<Suit> getAllSuits() {
    return { Suit::Hearts, Suit::Diamonds, Suit::Clubs, Suit::Spades };
}
int main() {
    auto suits = getAllSuits();
    for (const auto& suit : suits) {
        std::cout << static_cast<int>(suit) << std::endl; // スートを整数に変換して出力
    }
    return 0;
}

ゲームの状態管理

ゲームの状態を管理するためにenum classを使用することも一般的です。

以下の例では、ゲームの状態を定義し、状態に応じた処理を行います。

#include <iostream>
#include <vector>
enum class GameState {
    Menu,
    Playing,
    Paused,
    GameOver
};
std::vector<GameState> getAllGameStates() {
    return { GameState::Menu, GameState::Playing, 
             GameState::Paused, GameState::GameOver };
}
int main() {
    auto states = getAllGameStates();
    for (const auto& state : states) {
        std::cout << static_cast<int>(state) << std::endl; // ゲーム状態を整数に変換して出力
    }
    return 0;
}

色の管理

色を管理するためにenum classを使用することもできます。

以下の例では、基本的な色を定義し、全ての色をループして表示します。

#include <iostream>
#include <vector>
enum class Color {
    Red,
    Green,
    Blue,
    Yellow
};
std::vector<Color> getAllColors() {
    return { Color::Red, Color::Green, Color::Blue, Color::Yellow };
}
int main() {
    auto colors = getAllColors();
    for (const auto& color : colors) {
        std::cout << static_cast<int>(color) << std::endl; // 色を整数に変換して出力
    }
    return 0;
}

これらの応用例では、enum classを使用して、スート、ゲームの状態、色などを管理しています。

範囲for文を使うことで、全ての値を簡単にループし、処理を行うことができます。

これにより、コードの可読性と保守性が向上します。