C++最速マスター その4

basic_iterator

iteratorはpointerと同じような構造であり、vectorやmapなどのコンテナの中身を反復参照する時に使います。pointerと互換性を持っているので、pointerをiteratorとして使う事ができます。iteratorには幾つか種類があるので以下に簡単に整理します。またvectorとしてのiterator利用についてサンプルコードを載せます。

#include
#include
using namespace std;

int main() {

// int型のvectorを定義
vector<int> vect;

//末尾に要素追加
vect.push_back( 1 );
vect.push_back( 100 );
vect.push_back( 2 );

// iterator
for( vector<int>::iterator itr = vect.begin(); itr != vect.end(); itr ++ ) {
    cout << *itr << endl;
}
return 0;
}

実行結果

1
100
2
100

reverse_iterator

reverse_iteartor、rbegin()、rend()を使う事によって双方向iteratorの動作を逆転させることが可能です。通常のiteratorは最初のノードから参照するのが基本ですが、reverse_iteratorを使って反転させます。

#include
#include
using namespace std;

int main() {

// int型のvectorを定義
vector<int> vect;

//末尾に要素追加
vect.push_back( 1 );
vect.push_back( 100 );
vect.push_back( 2 ); 

// reverse iterator
for( vector<int>::reverse_iterator itr = vect.rbegin(); itr != vect.rend(); ++itr ) { 
    cout << *itr << endl;
}   

// randomaccess
cout << vect[1] << endl;
return 0;
}

実行結果

2
100
1
100

const_iterator

通常のiterator、constで宣言をしたiterator、const_iteratorを使ったそれぞれの場合で可能な操作が異なります。以下の表に用途をまとめます。const_iteratorを使うと値の書き換えが不可能で、++演算による参照は可能なiteratorになります。読み込み専用だけであればconst_iteartorを使うと良いと思います。constで宣言した場合はポインタを使った値書き換えが可能ですが、前方/後方参照などが出来なくなります。const_iteartorを使う場合はその逆となり、値の書き換えが出来ず前方/後方参照ができるようになります。

#include
#include
using namespace std;

int main() {

// int型のvectorを定義
vector<int> v;
v.push_back( 1 );
v.push_back( 100 );
v.push_back( 2 );

// 通常のiterator
vector<int>::iterator itr0 = v.begin();
*itr0 = 0;
cout << "basic iterator" << endl;
cout << *itr0 << endl;
itr0++;
cout << *itr0 << endl;

// constで宣言したiterator
const vector<int>::iterator itr1 = v.begin();
*itr1 = 1;
// 以下はエラーとなる
//itr1++;
cout << "const" << endl;
cout << *itr1 << endl;

// const_iteratorを使った場合
vector<int>::const_iterator itr2 = v.begin();
// 以下はエラーとなる
//*itr2 = 2;
itr2++;
cout << "const_iterator" << endl;
cout << *itr2 << endl;

return 0;
}

実行結果

basic iterator
0
100
const
1
const_iterator
100

make_pair

通常pairを利用する時にはpairのようにテンプレートの型を指定する必要がありますが、make_pairを使うとmake_pair( 'a', 'b' )のように型の記述を省略して直接値を入れることが出来ます。以下にサンプルコードと実行結果を載せます。

#include 
#include 
#include 
#include 
#include 

using namespace std;

string itos( int &i ) {
ostringstream s;
s << i;
return s.str();
}

int main() {
typedef pair<int,int> int_pair;
typedef pair string_pair;
vector v;
vector sv;

cout << "int vector" << endl;

v.push_back( pair<int,int>(4,1) );
v.push_back( make_pair( 3, 1 ) );
v.push_back( make_pair( 2, 1 ) );
v.push_back( make_pair( 1, 2 ) );


// iteratorで抽出
for( vector::iterator itr = v.begin(); itr!= v.end(); itr++ ) {
    cout << "Key:" + itos( (*itr).first )  + " Value:" + itos( (*itr).second ) << endl;
}

// sort
sort( v.begin(), v.end() );
cout << "after sort" << endl;
for( vector::iterator itr2 = v.begin(); itr2!= v.end(); itr2++ ) {
    cout << "Key:" + itos( (*itr2).first )  + " Value:" + itos( (*itr2).second ) << endl;
}

cout << "string vector" << endl;

sv.push_back( pair( "d", "a" ) );
sv.push_back( make_pair( "c", "d" ) );
sv.push_back( make_pair( "b", "a" ) );
sv.push_back( make_pair( "a", "b" ) );

// iteratorで抽出
for( vector::iterator sitr = sv.begin(); sitr!= sv.end(); sitr++ ) {
    cout << "Key:" + (*sitr).first + " Value:" + (*sitr).second << endl;
}

// sort
sort( sv.begin(), sv.end() );
cout << "after sort" << endl;
for( vector::iterator sitr2 = sv.begin(); sitr2!= sv.end(); sitr2++ ) {
    cout << "Key:" + (*sitr2).first + " Value:" + (*sitr2).second << endl;
}
return 0;
}

実行結果

int vector
Key:4 Value:1
Key:3 Value:1
Key:2 Value:1
Key:1 Value:2
after sort
Key:1 Value:2
Key:2 Value:1
Key:3 Value:1
Key:4 Value:1
string vector
Key:d Value:a
Key:c Value:d
Key:b Value:a
Key:a Value:b
after sort
Key:a Value:b
Key:b Value:a
Key:c Value:d
Key:d Value:a

static_cast

以下はintからdoubleに変換、constを外すためのcastです。

#include 
#include 

using namespace std;
int main() {
int i = 1;
double d;
char str;

d = static_cast<double>( i );
cout << d << endl;

// 以下は変換できない
// str = static_cast( i );
// cout << str << endl;
return 0;
}

#include 
#include 

using namespace std;
int main() {
const int i = 1;
int d;
// error
//i = 3;
// constを解除するcast
d = static_cast<int>( i );
d = 3;
cout << d << endl;
return 0;
}

dynamic_cast

継承している子クラスへのcast。

#include 
#include 
using namespace std;

class Parent {
public :
    virtual string echoString() {}
};

class Child : public Parent {
public :
   string echoString() {
        cout << "echo String" << endl;
   }
};

int main() {
Child child;
Parent *parent = &child;
Child *c = dynamic_cast( parent );
if( c == NULL ) {
    cout << "failed down cast" << endl;
    return 1;
}
return 0;
}

const_cast

pointer関連のconstを解除します。

#include 
#include 

using namespace std;
int main() {
int i = 2;
const int *p = &i;
int *cp = const_cast<int*>( p );
   
cout << cp << endl;
cout << *cp << endl;

return 0;
}

reinterpret_cast

異なる型のPointer変換などに利用します。

#include 
#include 
using namespace std;

int main() {

int i = 10;
int *ip = &i;
double *dp;

dp = reinterpret_cast<double*>( ip );
cout << dp << endl;

return 0;
}

InnerClass

Classの内部に更にClassを定義する入れ子階層を実現できます。

#include 
#include 
using namespace std;

// OuterClass
class OuterClass {
public : 
    // InnerClass
    class InnerClass {
        public :
            string echoInnerMethod() {
                cout << "echo Inner Method" << endl;    
            }
            InnerClass() {
                cout << "constructor InnerClass" << endl;
            }

            ~InnerClass() {
                cout << "destructor InnerClass" << endl;
            }
    };

    OuterClass() {
        cout << "constructor OuterClass" << endl;
    }

    ~OuterClass() {
        cout << "destructor OuterClass" << endl;
    }
};

int main() {
OuterClass::InnerClass ic;
ic.echoInnerMethod();
}

実行結果

constructor InnerClass
echo Inner Method
destructor InnerClass

Local Class

関数の中に定義するClassです。他の関数からは呼び出しができません。呼び出そうとするとコンパイルエラーになります。error: ‘LocalClass’ was not declared in this scope

#include
#include

using namespace std;

void localfunc() {
class LocalClass {
    public :
        void echoString() {
            cout << "echo String" << endl;
        }
};
LocalClass lc;
lc.echoString();
}

int main() {
localfunc();
//error
//LocalClass lc;
//lc.echoString();
return 0;
}

実行結果

echo String

Annonymous Class

AnnonymousClassにはメンバ変数は定義可能ですが、メンバ関数は定義できません。定義を行うとコンパイルでerror: an anonymous union cannot have function membersというエラーが出ます。 Annonymous Classのメンバ変数を呼び出す場合はOuterClassを経由します。

#include 
#include 
using namespace std;

// OuterClass
class OuterClass {
public : 
    // AnnonymouseClass
    class {
        public :
            int num;
            /* 関数は定義できない
                string echoInnerMethod() {
                    cout << "echo Inner Method" << endl;    
                }
                */
    };

    void setNumber( int n ) {
        num = n;
    }

    int getNumber() {
        return num;
    }

    OuterClass() {
        cout << "constructor OuterClass" << endl;
    }

    ~OuterClass() {
        cout << "destructor OuterClass" << endl;
    }
};

int main() {
OuterClass oc;
oc.setNumber( 10 );
cout << oc.getNumber() << endl;
}

実行結果

constructor OuterClass
10
destructor OuterClass

size_t

sizeof演算子で得られるデータ型をsize_tで表現します。実際にはunsigned longと同じようなデータ型のようです。

#include 
using namespace std;

int main() {
int i = 10;
size_t s = sizeof( i );
cout << s << endl;
return 0;
}