C++言語解説:STL基礎(2)反復子
2003-08-10
[C++ Index Top] [Prev] [Next]

[概要] コンテナの要素へアクセスするために、STLでは反復子を利用します。ここでは反
　　　 復子の概要とプログラミング例を学習します。

[構成]・反復子の概要
　　　　　* 反復子とは
　　　　　* 反復子のタイプ
　　　・vectorコンテナと反復子
　　　　　* 反復子を使用するメンバ関数
　　　　　* 反復子の利用例

●反復子の概要

　◆反復子とは
　
　　・反復子(iterator)はコンテナ内の要素を指す汎用的ポインタです。STLにおけるコ
　　　ンテナへのアクセスは、この反復子を介して行うのがメインです。反復子はポイン
　　　タと同様な演算(++,--,+,-)によって要素へアクセスすることができます。
　　
　　・前回レポートの例では、vectorコンテナに対し[]添字演算子でアクセスしましたが
　　　当然vectorコンテナも反復子を持っています。

　　・そこで今回は反復子の概要を理解し、反復子を使用したプログラミング例を見るこ
　　　とにします。
　　

　◆反復子のタイプ
　
　　・反復子には5種類のタイプがあります。
　　
　　　* ランダムアクセス反復子(random access iterator)
　　　　　+ 値の設定及び取得の両方に適用できます。
　　　　　+ ランダムアクセスが可能です。
　　　　　+ 演算子は ++,--,+,- を使用できます。
　　　　　+ 添字演算子[]も使用できます。
　　　
　　　* 双方向反復子(bidirectional iterator)
　　　　　+ 値の設定及び取得の両方に適用できます。
　　　　　+ 前方又は後方に移動できます。
　　　　　+ 演算子は ++,-- が使用できます。
　　　
　　　* 前方反復子(forward iterator)
　　　　　+ 値の設定及び取得の両方に適用できます。
　　　　　+ 前方にのみ移動できます。
　　　　　+ 演算子は ++ が使用できます。

　　　* 入力反復子(input iterator)
　　　　　+ 値の取得に適用できます。
　　　　　+ 前方にのみ移動できます。
　　　　　+ 演算子は ++ が使用できます。

　　　* 出力反復子(output iterator)
　　　　　+ 値の取得に適用できます。
　　　　　+ 前方にのみ移動できます。
　　　　　+ 演算子は ++ が使用できます。
　　
　　・反復子の種類はコンテナにより異なります。それはコンテナの性質から、最も効率
　　　が良いと思われる反復子が割り当てられていることを意味します。
　　

●vectorコンテナと反復子

　◆反復子を使用するメンバ関数
　
　　・vectorコンテナで反復子を使用するメンバ関数をリストアップします。
　　
　　 [List1.vectorでiteratorを使用するメンバ関数]
　　┌────────────────────────────────────┐
　　　* iterator begin();
　　　　　+ vectorの先頭位置を示す反復子を返す
　　　
　　　* iterator end();
　　　　　+ vectorの末尾を示す反復子を返す
　　　
　　　* iterator erase(iterator i);
　　　　　+ iが示す要素を削除し、次の要素を示す反復子を返す
　　　
　　　* iterator erase(iterator start, iterator end);
　　　　　+ startからendまでの要素を削除し、次の要素を示す反復子を返す
　　　
　　　* iterator insert(iterator i, const T& val);
　　　　　+ iが指す要素の直前にvalを挿入
　　　
　　　* void insert(iterator i, int num, const T& val);
　　　　　+ iが指す要素の直前にvalをnum個挿入
　　　
　　　* template <class InIter>
　　　　　　void insert(iterator i, InIter strat, InIter end);
　　　　　+ iが示す要素の直前に、startからendの要素を挿入
　　└────────────────────────────────────┘

　　・iteratorの指し示す位置はFig.1のようになります。特にend()の指す位置には注意
　　　が必要です。

　　┌────────────────────────────────────┐
　　　　vectorコンテナのVectorオブジェクト
　　　　┌─┬─┬─┬─┬─┬─　　─┬─┬─┬─┬─┐
　　　　│■│●│▲│◆│●│ ・・・ │◆│■│●│▲│
　　　　└─┴─┴─┴─┴─┴─　　─┴─┴─┴─┴─┘
　　　　↑　↑　　　↑　　　　　　　　　　　　　　　　↑
　　　　│　i+1　　 i+3　　　　　　　　　　　　　　　 Vector.end();
　　　　│　i++　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 ※最後の要素ではない
　　　i=Vector.begin();
　　└────────────────────────────────────┘
　　 Fig.1 iteratorの示す位置


　◆反復子の利用例
　
　　・反復子を利用してvectorコンテナにアクセスするプログラム例を示します。
　　
　　 [List2.反復子によるvectorコンテナ要素へのアクセス]
　　┌────────────────────────────────────┐
　　　// +----+
　　　// | 80 | データファイルを標準入力から読む
　　　// | 60 |　　合計 : 480
　　　// | 50 |　　平均 : 68
　　　// | 70 |　　データ個数 : 7
　　　// | 60 |　　データ要素表示
　　　// | 90 | 3番目のデータ(50)前に、全てのデータを挿入
　　　// | 70 |　　合計 : 960
　　　// +----+　　平均 : 68
　　　//　　　　　 データ個数 : 14
　　　//　　　　　 データ要素表示
　　　
　　　#include <iostream>
　　　#include <vector>
　　　using namespace std;
　　　
　　　int　 Sum(vector<int>& Vector);　　　　　 // 合計
　　　float Average(vector<int>& Vector);　　　 // 平均
　　　void　Display(vector<int>& Vector);　　　 // 要素表示
　　　
　　　int main() {
　　　　　vector<int> Vector; //空のvector
　　　　　vector<int>::iterator ip; //vector<int>のiterator
 　　　　　int i_data;
　　　　　
　　　　　while(!cin.eof()){
　　　　　　　cin >> i_data;
　　　　　　　Vector.push_back(i_data);
　　　　　}
　　　　　
　　　　　cout << "合計 : " << Sum(Vector) << endl;
　　　　　cout << "平均 : " << Average(Vector) << endl;
　　　　　cout << "データ個数 : " << Vector.size() << endl;
　　　　　Display(Vector);
　　　　　
　　　　　vector<int> Vector2(Vector); //VectorをコピーしたVector2生成
 　　　　　
　　　　　ip = Vector.begin(); // ipはVectorの先頭
　　　　　ip += 2;　　　　　　 // 3番目の要素へ移動
　　　　　
　　　　　//3番目の手前(2番目)にVecto2全要素を挿入
　　　　　Vector.insert(ip, Vector2.begin(), Vector2.end());
 　　　　　
　　　　　cout << "合計 : " << Sum(Vector) << endl;
　　　　　cout << "平均 : " << Average(Vector) << endl;
　　　　　cout << "データ個数 : " << Vector.size() << endl;
　　　　　Display(Vector);
　　　　　
　　　　　return 0;
　　　}
　　　
　　　int Sum(vector<int>& Vector) { // 合計
　　　　　int sum_ret = 0;
　　　　　vector<int>::iterator ip = Vector.begin();
　　　　　
　　　　　while(ip != Vector.end()) {
　　　　　　　sum_ret += *ip;
　　　　　　　ip++;
　　　　　}
 　　　　　
　　　　　return sum_ret;
　　　}
　　　
　　　float Average(vector<int>& Vector) { // 平均
　　　　　int sum = 0;
　　　　　float average_ret;
　　　　　vector<int>::iterator ip = Vector.begin();
　　　　　
　　　　　while(ip != Vector.end()) {
　　　　　　　sum += *ip;
　　　　　　　ip++;
　　　　　}
 　　　　　
　　　　　average_ret = sum/Vector.size();
　　　　　
　　　　　return average_ret;
　　　}
　　　
　　　void Display(vector<int>& Vector) { // 要素表示
　　　　　vector<int>::iterator ip = Vector.begin();
　　　　　
　　　　　while(ip != Vector.end()) {
　　　　　　　cout << " " << *ip;
　　　　　　　ip++;
　　　　　}
 　　　　　cout << endl;
　　　　　
　　　　　return;
　　　}
　　└────────────────────────────────────┘
　　┌────────────────────────────────────┐
　　 [出力結果]
　　　合計 : 480
　　　平均 : 68
　　　データ個数 : 7
　　　 80 60 50 70 60 90 70
　　　合計 : 960
　　　平均 : 68
　　　データ個数 : 14
　　　 80 60 80 60 50 70 60 90 70 50 70 60 90 70
　　└────────────────────────────────────┘
　　
　　・main()関数及びローカル関数で定義される反復子ipは、vector<int>テンプレート
　　　で使用されるiteratorとして定義されます。
　　　　　vector<int>::iterator ip
　　
　　・vectorコンテナ内の要素を見るwhileループでは、Vector.end()と同じになるまで
　　　反復子ipをインクリメントしています。
　　
　　・要素の値については、今回は単純なint型のvectorなので、*ipが値そのものを指し
　　　ます。int型ではなくクラスや構造体の場合、然るべきメンバを経由して目的の値
　　　を取得します。
　　
　　・Vector2オブジェクト生成時にはVectorを引数としています。この場合Vector2の要
　　　素にVectorの要素がコピーされます。同一タイプのオブジェクトを引数にするコン
　　　ストラクタがvectorには定義されていることを意味しています。
　　
　　・main関数の中ほどで、反復子ipに2を加えています。これにより、ipの指す要素は
　　　2個分前進します。
　　
　　・その後insert()メンバ関数で、ip(3番目)の手前に、Vector2の最初から最後までを
　　　入れています。この場合もvector2.end()を挿入終了位置に指定している点は注意
　　　下さい。
　　
　　・この例で反復子の概要は把握できたと思います。次回はアルゴリズムを適用してみ
　　　たいと思います。
　　
[Revision Table]
　|Revision　|Date　　　 |Comments
　|----------|-----------|-----------------------------------------------------
　|1.00　　　|2003-08-10 |初版
　|1.01　　　|2003-08-18 |リンク追加
[end]
Copyright(C) 2003 Altmo
[C++ Index Top] [Prev] [Next]