【C++】和をaccumulate/reduce()で算出するときにオススメするお作法

はじめに

std::accumulate/reduce()には、「第三引数に生の0を渡すと、intとして誤集計してしまう」という罠があります。
競プロでもプロダクトでも、これが発生するととても辛い気持ちになりそうです。
それにもかかわらず、これを防ぐ方法が日本語で見当たらなかったので、この記事を書きました。

現状広く知れ渡ったお作法ではありませんが、accumulate()を書いている全人類にオススメしたいです。

(2021.9.11 追記) C++17が書ける環境では黙ってreduce()を使いましょう。@yumetodoさんのコメントに感謝。

    float v[] = {1.1, 1.2, 1.4};
    // std::vector<float> v = {1.1f, 1.2f, 1.4f};
    // std::array v = {1.1f, 1.2f, 1.4f};
    float sum = std::reduce(std::begin(v), std::end(v)); // どの型でも無事3.7
    std::cout << sum << std::endl;

以下はC++17が使えず、C++11が使える人向けの記事です。

お作法

accumulateの第三引数には、std::remove_refrerence~以下の部分を渡します。

  vector<int> v = {1, 2, 4};
  int sum = accumulate(v.begin(), v.end(), std::remove_reference<decltype(*std::begin(v))>::type{}); // => 7

以上です。
std::vector以外にも普通の配列, std::*set, std::arrayでも使えます。

accumulate の罠

お作法に従わないと以下の罠にハマる可能性があります。

悪い例

  vector<float> v = {1.1, 1.2, 1.4};
  float sum = accumulate(v.begin(), v.end(), 0); // 3.7になるはずが、3が出力される!

理由は、初期値に生の0を渡したせいで、リテラル的にintと解釈され、floatがintとして誤集計されてしまうからです。

この意図しないダウンキャストを防ぐために、decltype(v)::value_type(0)を渡すというのが今回のお作法です。

お作法を使った例

  vector<float> v = {1.1, 1.2, 1.4};
  float sum = accumulate(v.begin(), v.end(), std::remove_reference<decltype(*std::begin(v))>::type{}); // 無事3.7

これは「vというコンテナの要素型を0で初期化した値」で、実質(float) 0を渡したことになります。よって、floatとして集計され、無事に3.7が出力されました。

float以外の事例では、int64_tやlong longをintとして誤集計してしまいオーバーフローしたといったことがあるようです。

std::arrayじゃない方の静的配列の場合

stdじゃない方のarrayはdecltype()が使えないので、残念ながらお作法が適用できません。

(2021.9.11 追記)
decltype(v)::value_type(0) → remove_reference<decltype(std::begin(v))>::type{} とすることで対応できました。

おわりに

C++強い勢はC++が強い

参考

• お作法の参考 https://stackoverflow.com/a/3221813 のImportant Note
• int64_tでの事例 https://airscarlet.com/atcoder-accumulate_64bit/
• accumulate https://qiita.com/haruyama480/items/a7ddfc50a03e1f6258dd