[C++] vectorの2次元配列をリサイズする方法

2024-08-202024-08-25

C++で2次元配列を扱う際、std::vectorを使用することで動的なサイズ変更が可能です。

2次元配列はstd::vector<std::vector<T>>として定義されます。

外側のvectorのサイズを変更するには、resizeメソッドを使用します。

各内側のvectorも個別にresizeを呼び出すことで、行ごとのサイズを調整できます。

この方法により、柔軟に行と列の数を変更でき、メモリ管理を自動化できます。

この記事でわかること

2次元vectorのリサイズが必要な理由
resize関数の基本的な使い方
行や列をリサイズする具体的な方法
動的なデータ構造やマトリックス計算への応用例
ゲーム開発でのマップ管理への活用法

目次から探す

2次元vectorのリサイズ方法

リサイズの必要性

2次元vectorを使用する際、データの追加や削除に伴ってサイズを変更する必要が生じることがあります。

例えば、動的に行や列を増減させる場合や、特定の条件に応じてデータ構造を調整する場合です。

リサイズを適切に行うことで、メモリの効率的な利用やプログラムの柔軟性を高めることができます。

resize関数の使い方

C++のvectorには、サイズを変更するためのresize関数が用意されています。

この関数を使うことで、vectorのサイズを動的に変更することが可能です。

以下に基本的な使い方を示します。

#include <iostream>
#include <vector>
int main() {
    // 1次元vectorの例
    std::vector<int> numbers = {1, 2, 3, 4, 5};
    numbers.resize(3); // サイズを3に変更
    for (int num : numbers) {
        std::cout << num << " ";
    }
    return 0;
}

1 2 3

この例では、numbersのサイズを5から3に変更しています。

resize関数を使うことで、指定したサイズに合わせてvectorの要素数を調整できます。

2次元vectorの行をリサイズする

2次元vectorの行をリサイズするには、外側のvectorに対してresize関数を使用します。

以下にその例を示します。

#include <iostream>
#include <vector>
int main() {
    // 2次元vectorの初期化
    std::vector<std::vector<int>> matrix = {
        {1, 2, 3},
        {4, 5, 6},
        {7, 8, 9}
    };
    // 行を2にリサイズ
    matrix.resize(2);
    for (const auto& row : matrix) {
        for (int num : row) {
            std::cout << num << " ";
        }
        std::cout << std::endl;
    }
    return 0;
}

1 2 3
4 5 6

この例では、matrixの行数を3から2に変更しています。

行を削除することで、指定した行数に合わせてデータを保持します。

2次元vectorの列をリサイズする

2次元vectorの列をリサイズするには、各行のvectorに対してresize関数を適用します。

以下にその例を示します。

#include <iostream>
#include <vector>
int main() {
    // 2次元vectorの初期化
    std::vector<std::vector<int>> matrix = {
        {1, 2, 3},
        {4, 5, 6},
        {7, 8, 9}
    };
    // 各行の列を2にリサイズ
    for (auto& row : matrix) {
        row.resize(2);
    }
    for (const auto& row : matrix) {
        for (int num : row) {
            std::cout << num << " ";
        }
        std::cout << std::endl;
    }
    return 0;
}

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4 5
7 8

この例では、各行の列数を3から2に変更しています。

各行に対してresizeを適用することで、列数を調整できます。

リサイズ時の注意点

データの消失: リサイズによって削除された要素は失われます。

必要なデータは事前に保存しておくことが重要です。

メモリの再確保: リサイズによってメモリの再確保が発生する場合があります。

特に大きなサイズ変更を行う際は、パフォーマンスに注意が必要です。

デフォルト値の設定: resizeでサイズを増やす場合、新しい要素にはデフォルト値が設定されます。

必要に応じて初期化を行うことが推奨されます。

応用例

動的なデータ構造としての利用

2次元vectorは、動的なデータ構造として非常に便利です。

例えば、ユーザーからの入力に応じてデータのサイズを変更する必要がある場合に、2次元vectorを使用することで柔軟に対応できます。

以下に、ユーザーが指定した行数と列数に基づいて2次元vectorを動的に生成する例を示します。

#include <iostream>
#include <vector>
int main() {
    int rows, cols;
    std::cout << "行数を入力してください: ";
    std::cin >> rows;
    std::cout << "列数を入力してください: ";
    std::cin >> cols;
    // ユーザー指定のサイズで2次元vectorを作成
    std::vector<std::vector<int>> matrix(rows, std::vector<int>(cols, 0));
    // 初期化された2次元vectorを表示
    for (const auto& row : matrix) {
        for (int num : row) {
            std::cout << num << " ";
        }
        std::cout << std::endl;
    }
    return 0;
}

この例では、ユーザーが指定した行数と列数に基づいて、すべての要素が0で初期化された2次元vectorを作成しています。

動的なデータ構造として、ユーザーの要求に応じたサイズのデータを簡単に管理できます。

マトリックス計算への応用

2次元vectorは、マトリックス計算にも応用できます。

例えば、行列の加算や乗算などの基本的な演算を行う際に、2次元vectorを使用することで、コードを簡潔に記述できます。

以下に、2つの行列の加算を行う例を示します。

#include <iostream>
#include <vector>
int main() {
    // 2つの行列を定義
    std::vector<std::vector<int>> matrixA = {
        {1, 2, 3},
        {4, 5, 6}
    };
    std::vector<std::vector<int>> matrixB = {
        {7, 8, 9},
        {10, 11, 12}
    };
    // 結果を格納する行列
    std::vector<std::vector<int>> result(2, std::vector<int>(3, 0));
    // 行列の加算
    for (size_t i = 0; i < matrixA.size(); ++i) {
        for (size_t j = 0; j < matrixA[i].size(); ++j) {
            result[i][j] = matrixA[i][j] + matrixB[i][j];
        }
    }
    // 結果を表示
    for (const auto& row : result) {
        for (int num : row) {
            std::cout << num << " ";
        }
        std::cout << std::endl;
    }
    return 0;
}

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この例では、2つの行列matrixAとmatrixBを加算し、その結果をresultに格納しています。

2次元vectorを用いることで、行列演算を直感的に実装できます。

ゲーム開発でのマップ管理

ゲーム開発において、2次元vectorはマップやグリッドの管理に役立ちます。

例えば、タイルベースのゲームで、各タイルの状態を管理するために2次元vectorを使用することができます。

以下に、簡単なマップを初期化し、表示する例を示します。

#include <iostream>
#include <vector>
int main() {
    // マップの初期化 (0: 空地, 1: 障害物)
    std::vector<std::vector<int>> map = {
        {0, 1, 0, 0},
        {0, 0, 1, 0},
        {1, 0, 0, 1},
        {0, 0, 0, 0}
    };
    // マップを表示
    for (const auto& row : map) {
        for (int tile : row) {
            std::cout << tile << " ";
        }
        std::cout << std::endl;
    }
    return 0;
}