[C++] forward_listを範囲for文でループ処理する方法

Q: forward_listを範囲for文で使う際の注意点は？

forward_listを範囲for文で使用する際の注意点として、以下の点が挙げられます。 単方向リストであること : forward_listは単方向リストであり、後方への移動ができません。 範囲for文では前方への移動のみが可能です。 要素の削除 : 範囲for文内で要素を削除することはできません。 要素を削除する場合は、removeやremove_ifメソッドを使用する必要があります。 要素の挿入 : 範囲for文内で新しい要素を挿入することはできません。 要素を挿入する場合は、insert_afterメソッドを使用します。

Q: forward_listとvectorの範囲for文での違いは？

forward_listとvectorの範囲for文での違いは、主にデータ構造の特性に起因します。 データ構造 : forward_listは単方向リストで、vectorは動的配列です。 forward_listは前方への移動のみ可能ですが、vectorはランダムアクセスが可能です。 メモリ効率 : forward_listはメモリ効率が良く、要素の挿入や削除が効率的です。 一方、vectorはメモリの再割り当てが発生することがあります。 要素のアクセス : vectorはインデックスを使用して要素にアクセスできますが、forward_listはインデックスアクセスができません。

Q: forward_listの範囲for文でのパフォーマンスはどうですか？

forward_listの範囲for文でのパフォーマンスは、以下の点に依存します。 要素のアクセス : forward_listは単方向リストであるため、要素へのアクセスは前方から順に行われます。 ランダムアクセスが必要な場合はvectorの方が適しています。 要素の挿入と削除 : forward_listは要素の挿入と削除が効率的です。 特に、先頭や中間の要素の操作が頻繁に行われる場合に有利です。 メモリ使用量 : forward_listはメモリ使用量が少なく、メモリ効率が良いです。 大量の要素を扱う場合にパフォーマンスが向上することがあります。 範囲for文自体は、forward_listの特性に応じた効率的なループ処理を提供しますが、データ構造の選択は使用するケースに応じて行うことが重要です。

2024-08-202024-08-26

C++のforward_listは、単方向リストを実装するためのコンテナです。

このコンテナは、メモリ効率が高く、要素の挿入や削除が高速であるという特徴があります。

forward_listを範囲for文でループ処理するには、通常の配列や他のSTLコンテナと同様に、範囲for文を使用することができます。

範囲for文は、begin()とend()メソッドを利用して、コンテナ内の全ての要素を簡単に反復処理することを可能にします。

この記事でわかること

forward_listを範囲for文で使用する手順
範囲for文での要素アクセス方法
範囲for文を用いた要素の変更方法
条件付きループ処理の実装例
要素のフィルタリングと変換の方法

目次から探す

forward_listを範囲for文でループ処理する方法

forward_listを範囲for文で使用する手順

forward_listはC++の標準ライブラリで提供される単方向リストです。

範囲for文を使用することで、forward_listの要素を簡単にループ処理できます。

以下に基本的な手順を示します。

#include <forward_list>を追加する。
forward_listを宣言し、初期化する。
範囲for文を使用してforward_listの要素をループ処理する。

以下は、forward_listを範囲for文でループ処理するサンプルコードです。

#include <iostream>
#include <forward_list>
int main() {
    // forward_listの宣言と初期化
    std::forward_list<int> numbers = {1, 2, 3, 4, 5};
    // 範囲for文でループ処理
    for (int number : numbers) {
        std::cout << number << " ";
    }
    return 0;
}

1 2 3 4 5

このコードでは、forward_listに格納された整数を範囲for文で順に出力しています。

範囲for文での要素アクセス

範囲for文を使用することで、forward_listの各要素に簡単にアクセスできます。

要素を読み取るだけでなく、必要に応じて要素を変更することも可能です。

以下のサンプルコードでは、forward_listの要素を範囲for文でアクセスし、各要素を出力しています。

#include <iostream>
#include <forward_list>
int main() {
    // forward_listの宣言と初期化
    std::forward_list<std::string> words = {"apple", "banana", "cherry"};
    // 範囲for文で要素にアクセス
    for (const std::string& word : words) {
        std::cout << word << std::endl;
    }
    return 0;
}

apple
banana
cherry

このコードでは、forward_listに格納された文字列を範囲for文で順に出力しています。

範囲for文での要素の変更

範囲for文を使用してforward_listの要素を変更することも可能です。

ただし、要素を変更する場合は、ループ内で要素を参照するために参照型を使用する必要があります。

以下のサンプルコードでは、forward_listの各要素に10を加算しています。

#include <iostream>
#include <forward_list>
int main() {
    // forward_listの宣言と初期化
    std::forward_list<int> numbers = {1, 2, 3, 4, 5};
    // 範囲for文で要素を変更
    for (int& number : numbers) {
        number += 10;
    }
    // 変更後の要素を出力
    for (int number : numbers) {
        std::cout << number << " ";
    }
    return 0;
}

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このコードでは、forward_listの各要素に10を加算し、変更後の要素を出力しています。

範囲for文を使用することで、簡潔に要素の変更が可能です。

応用例

forward_listでの条件付きループ処理

forward_listを範囲for文でループ処理する際に、特定の条件に基づいて処理を行うことができます。

条件付きループ処理を行うことで、特定の要素に対してのみ操作を実行することが可能です。

以下のサンプルコードでは、forward_listの要素のうち、偶数の要素のみを出力しています。

#include <iostream>
#include <forward_list>
int main() {
    // forward_listの宣言と初期化
    std::forward_list<int> numbers = {1, 2, 3, 4, 5, 6};
    // 条件付きループ処理
    for (int number : numbers) {
        if (number % 2 == 0) { // 偶数かどうかをチェック
            std::cout << number << " ";
        }
    }
    return 0;
}

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このコードでは、forward_listの要素のうち、偶数の要素のみを出力しています。

forward_listの要素を範囲for文でフィルタリング

範囲for文を使用して、forward_listの要素をフィルタリングすることができます。

フィルタリングを行うことで、特定の条件を満たす要素のみを新しいリストに格納することが可能です。

以下のサンプルコードでは、forward_listの要素のうち、3より大きい要素を新しいリストに格納しています。

#include <iostream>
#include <forward_list>
int main() {
    // forward_listの宣言と初期化
    std::forward_list<int> numbers = {1, 2, 3, 4, 5};
    // フィルタリング結果を格納するリスト
    std::forward_list<int> filtered_numbers;
    // フィルタリング処理
    for (int number : numbers) {
        if (number > 3) { // 3より大きいかどうかをチェック
            filtered_numbers.push_front(number);
        }
    }
    // フィルタリング結果を出力
    filtered_numbers.reverse(); // 順序を元に戻す
    for (int number : filtered_numbers) {
        std::cout << number << " ";
    }
    return 0;
}

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このコードでは、forward_listの要素のうち、3より大きい要素を新しいリストに格納し、出力しています。

forward_listの要素を範囲for文で変換

範囲for文を使用して、forward_listの要素を変換することも可能です。

変換を行うことで、各要素に対して特定の操作を適用し、新しい値に置き換えることができます。

以下のサンプルコードでは、forward_listの各要素を2倍に変換しています。

#include <iostream>
#include <forward_list>
int main() {
    // forward_listの宣言と初期化
    std::forward_list<int> numbers = {1, 2, 3, 4, 5};
    // 要素の変換
    for (int& number : numbers) {
        number *= 2; // 各要素を2倍にする
    }
    // 変換後の要素を出力
    for (int number : numbers) {
        std::cout << number << " ";
    }
    return 0;
}