map

[C++] map::end()の使い方 – 末尾の次の参照を取得する

map::end()は、C++の標準ライブラリで提供されるstd::mapコンテナのメンバー関数で、コンテナの末尾の次を指すイテレータを返します。

このイテレータは有効な要素を指していないため、要素のアクセスには使用できませんが、範囲ベースのループや検索結果の確認に役立ちます。

例えば、find()関数で要素が見つからなかった場合、返されるイテレータがend()と等しいかを比較して確認します。

目次から探す

map::end()とは何か

C++の標準ライブラリに含まれるstd::mapは、キーと値のペアを格納する連想配列の一種です。

mapは、キーを使って値にアクセスするための効率的な方法を提供します。

mapのメンバー関数の一つにend()があります。

この関数は、マップの末尾の次の要素を指すイテレータを返します。

特徴

end()が返すイテレータは、マップの最後の要素の次を指します。
end()は、マップが空の場合でも有効です。
end()で得られるイテレータは、実際の要素を指しているわけではないため、デリファレンス(参照解除)してはいけません。

end()は、マップの範囲を示すために、通常はbegin()と組み合わせて使用されます。

これにより、マップ内の全ての要素をループ処理することができます。

以下に、map::end()の基本的な使い方を示すサンプルコードを示します。

#include <iostream>
#include <map>
int main() {
    std::map<std::string, int> myMap;
    myMap["りんご"] = 3;
    myMap["バナナ"] = 5;
    myMap["オレンジ"] = 2;
    // mapの全要素を表示
    for (auto it = myMap.begin(); it != myMap.end(); ++it) {
        std::cout << it->first << ": " << it->second << std::endl; // キーと値を表示
    }
    return 0;
}

りんご: 3
バナナ: 5
オレンジ: 2

このコードでは、myMapという名前のstd::mapを作成し、いくつかの果物の名前とその数量を格納しています。

begin()からend()までの範囲をループして、各要素のキーと値を表示しています。

end()は、ループの終了条件として使用され、マップの最後の要素の次を指すため、ループが正しく機能します。

map::end()の使い方

std::mapのend()メンバー関数は、マップの末尾の次の要素を指すイテレータを返します。

このイテレータは、マップの範囲を示すために非常に重要です。

以下に、map::end()の具体的な使い方をいくつかの例を通じて説明します。

1. ループ処理での使用

end()は、begin()と組み合わせて使用することで、マップ内の全要素をループ処理する際に役立ちます。

以下のサンプルコードでは、map::end()を使って全ての要素を表示します。

#include <iostream>
#include <map>
int main() {
    std::map<std::string, int> fruitMap;
    fruitMap["りんご"] = 3;
    fruitMap["バナナ"] = 5;
    fruitMap["オレンジ"] = 2;
    // mapの全要素を表示
    for (auto it = fruitMap.begin(); it != fruitMap.end(); ++it) {
        std::cout << it->first << ": " << it->second << std::endl; // キーと値を表示
    }
    return 0;
}

りんご: 3
バナナ: 5
オレンジ: 2

このコードでは、fruitMapの全要素をループで表示しています。

itがend()に達するまでループが続きます。

2. 条件付きループでの使用

特定の条件に基づいて要素を処理する場合にもend()は役立ちます。

以下の例では、値が3以上の果物だけを表示します。

#include <iostream>
#include <map>
int main() {
    std::map<std::string, int> fruitMap;
    fruitMap["りんご"] = 3;
    fruitMap["バナナ"] = 5;
    fruitMap["オレンジ"] = 2;
    // 値が3以上の果物を表示
    for (auto it = fruitMap.begin(); it != fruitMap.end(); ++it) {
        if (it->second >= 3) {
            std::cout << it->first << ": " << it->second << std::endl; // キーと値を表示
        }
    }
    return 0;
}

りんご: 3
バナナ: 5

このコードでは、end()を使ってループを制御し、条件に合った要素のみを表示しています。

3. イテレータの比較

end()で得られるイテレータは、マップの範囲の終わりを示すため、他のイテレータと比較することができます。

以下の例では、特定のキーが存在するかどうかを確認する方法を示します。

#include <iostream>
#include <map>
int main() {
    std::map<std::string, int> fruitMap;
    fruitMap["りんご"] = 3;
    fruitMap["バナナ"] = 5;
    std::string searchKey = "オレンジ";
    auto it = fruitMap.find(searchKey); // キーを検索
    // キーが存在するか確認
    if (it != fruitMap.end()) {
        std::cout << searchKey << ": " << it->second << std::endl; // キーと値を表示
    } else {
        std::cout << searchKey << "は存在しません。" << std::endl; // 存在しない場合
    }
    return 0;
}

オレンジは存在しません。

このコードでは、find()メソッドを使って特定のキーを検索し、end()と比較することで、そのキーが存在するかどうかを確認しています。

end()を使うことで、イテレータがマップの範囲を超えたかどうかを簡単に判断できます。

map::end()の注意点

std::mapのend()メンバー関数は非常に便利ですが、使用する際にはいくつかの注意点があります。

これらの注意点を理解しておくことで、プログラムのバグを防ぎ、より安全にmapを扱うことができます。

以下に、主な注意点を挙げます。

1. デリファレンスしない

end()が返すイテレータは、マップの最後の要素の次を指します。

このため、end()をデリファレンス(参照解除)すると未定義動作が発生します。

以下の例を見てみましょう。

#include <iostream>
#include <map>
int main() {
    std::map<std::string, int> fruitMap;
    fruitMap["りんご"] = 3;
    // end()をデリファレンスするのは危険
    auto it = fruitMap.end();
    // std::cout << it->first << ": " << it->second << std::endl; // これは未定義動作
    return 0;
}

このコードのコメントアウトされた行は、end()をデリファレンスしようとしていますが、これは危険です。

itは有効な要素を指していないため、プログラムがクラッシュする可能性があります。

2. 空のマップでも有効

空のマップに対してもend()は有効ですが、begin()はend()と同じイテレータを返します。

これは、空のマップに対してループを行う際に注意が必要です。

以下の例を見てみましょう。

#include <iostream>
#include <map>
int main() {
    std::map<std::string, int> emptyMap;
    // 空のマップに対してループを行う
    for (auto it = emptyMap.begin(); it != emptyMap.end(); ++it) {
        // 何も出力されない
        std::cout << it->first << ": " << it->second << std::endl;
    }
    return 0;
}

このコードでは、空のマップに対してループを行っていますが、何も出力されません。

begin()とend()が同じイテレータを返すため、ループは一度も実行されません。

3. イテレータの無効化

std::mapの要素を削除すると、その要素を指していたイテレータは無効になります。

無効なイテレータを使用すると、未定義動作が発生します。

以下の例を見てみましょう。

#include <iostream>
#include <map>
int main() {
    std::map<std::string, int> fruitMap;
    fruitMap["りんご"] = 3;
    fruitMap["バナナ"] = 5;
    auto it = fruitMap.find("りんご"); // りんごを検索
    fruitMap.erase(it); // りんごを削除
    // 無効なイテレータを使用するのは危険
    // std::cout << it->first << ": " << it->second << std::endl; // これは未定義動作
    return 0;
}

このコードのコメントアウトされた行は、削除された要素を指すイテレータをデリファレンスしようとしていますが、これは危険です。

削除後のイテレータは無効であり、プログラムがクラッシュする可能性があります。

4. イテレータの範囲を意識する

begin()とend()を使ってループを行う際には、イテレータの範囲を意識することが重要です。

end()は範囲の終わりを示すため、end()に達するまでループを続ける必要があります。

範囲を超えたアクセスは未定義動作を引き起こす可能性があります。

これらの注意点を理解し、適切にmap::end()を使用することで、より安全で効率的なプログラミングが可能になります。

map::end()を使った具体例

std::mapのend()メンバー関数は、さまざまな場面で役立ちます。

ここでは、map::end()を使った具体的な例をいくつか紹介します。

これにより、end()の実際の使用方法とその効果を理解することができます。

1. マップの要素を昇順に表示

以下の例では、std::mapを使用して果物の名前とその数量を格納し、end()を使って全ての要素を昇順に表示します。

std::mapは自動的にキーを昇順にソートするため、end()を使って簡単に全要素を表示できます。

#include <iostream>
#include <map>
int main() {
    std::map<std::string, int> fruitMap;
    fruitMap["りんご"] = 3;
    fruitMap["バナナ"] = 5;
    fruitMap["オレンジ"] = 2;
    std::cout << "果物の数量:" << std::endl;
    for (auto it = fruitMap.begin(); it != fruitMap.end(); ++it) {
        std::cout << it->first << ": " << it->second << std::endl; // キーと値を表示
    }
    return 0;
}

果物の数量:
りんご: 3
バナナ: 5
オレンジ: 2

このコードでは、fruitMapの全要素をbegin()からend()までループして表示しています。

end()を使うことで、マップの範囲を正しく制御しています。

2. 特定の条件に基づく要素の削除

次の例では、map::end()を使って特定の条件に基づいて要素を削除します。

この例では、数量が3未満の果物を削除します。

#include <iostream>
#include <map>
int main() {
    std::map<std::string, int> fruitMap;
    fruitMap["りんご"] = 3;
    fruitMap["バナナ"] = 5;
    fruitMap["オレンジ"] = 2;
    // 数量が3未満の果物を削除
    for (auto it = fruitMap.begin(); it != fruitMap.end(); ) {
        if (it->second < 3) {
            it = fruitMap.erase(it); // 削除した後のイテレータを取得
        } else {
            ++it; // 次の要素へ
        }
    }
    std::cout << "削除後の果物の数量:" << std::endl;
    for (auto it = fruitMap.begin(); it != fruitMap.end(); ++it) {
        std::cout << it->first << ": " << it->second << std::endl; // キーと値を表示
    }
    return 0;
}

削除後の果物の数量:
りんご: 3
バナナ: 5

このコードでは、erase()メソッドを使って条件に合った要素を削除しています。

erase()は削除した要素の次のイテレータを返すため、ループの中でitを更新しています。

end()を使うことで、範囲を正しく管理しています。

3. マップの要素を逆順に表示

std::mapは自動的にキーを昇順にソートしますが、逆順に表示したい場合は、rbegin()とrend()を使うことが一般的です。

しかし、end()を使って逆順に表示する方法もあります。

以下の例では、end()を使って逆順に要素を表示します。

#include <iostream>
#include <map>
#include <vector>
int main() {
    std::map<std::string, int> fruitMap;
    fruitMap["りんご"] = 3;
    fruitMap["バナナ"] = 5;
    fruitMap["オレンジ"] = 2;
    // マップの要素を逆順に表示
    std::vector<std::pair<std::string, int>> fruitVector(fruitMap.begin(), fruitMap.end());
    std::cout << "逆順の果物の数量:" << std::endl;
    for (auto it = fruitVector.end(); it != fruitVector.begin();) {
        --it; // 逆順に移動
        std::cout << it->first << ": " << it->second << std::endl; // キーと値を表示
    }
    return 0;
}

逆順の果物の数量:
オレンジ: 2
バナナ: 5
りんご: 3

このコードでは、fruitMapの要素をstd::vectorにコピーし、end()を使って逆順に表示しています。

end()を使うことで、範囲の終わりを正しく管理しながら逆順に要素を処理しています。

これらの具体例を通じて、map::end()の使い方とその効果を理解することができるでしょう。

end()は、マップの範囲を管理するための重要なメンバー関数であり、さまざまな場面で活用できます。

map::end()と他のC++コンテナのend()の違い

C++の標準ライブラリには、さまざまなコンテナが用意されていますが、各コンテナのend()メンバー関数には共通点と違いがあります。

ここでは、std::mapのend()と他の主要なコンテナstd::vector、std::list、std::setのend()の違いについて説明します。

1. std::mapのend()

返す値: std::mapのend()は、マップの最後の要素の次を指すイテレータを返します。
順序: std::mapはキーを自動的にソートするため、end()は常に最も大きいキーの次を指します。
使用例: begin()とend()を使って、全要素をループ処理する際に利用されます。

2. std::vectorのend()

返す値: std::vectorのend()も、ベクターの最後の要素の次を指すイテレータを返します。
順序: std::vectorは要素の順序を保持するため、end()は最後の要素の次を指しますが、要素はソートされません。
使用例: begin()とend()を使って、全要素をループ処理する際に利用されます。

3. std::listのend()

返す値: std::listのend()も、リストの最後の要素の次を指すイテレータを返します。
順序: std::listは双方向リストであり、要素の順序を保持しますが、ソートは行いません。
使用例: begin()とend()を使って、全要素をループ処理する際に利用されます。

4. std::setのend()

返す値: std::setのend()は、セットの最後の要素の次を指すイテレータを返します。
順序: std::setは自動的に要素をソートするため、end()は最も大きい要素の次を指します。
使用例: begin()とend()を使って、全要素をループ処理する際に利用されます。

5. 各コンテナのend()の比較表

コンテナ	`end()`の返す値	要素の順序	ソートの有無
`std::map`	最後の要素の次	キーに基づく昇順	自動的にソート
`std::vector`	最後の要素の次	挿入順	なし
`std::list`	最後の要素の次	挿入順	なし
`std::set`	最後の要素の次	要素に基づく昇順	自動的にソート