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@oxalis-san

C++ STL mapのコード集

Last updated at Posted at 2020-06-09

概要

STL（Standard Template Library）のmap関係のコード集です。対応確認環境はMicrosoft Visual Studio 2019 Communityのstd:c++latest (C++20 draft)です。最新のC++では制約が異なる可能性があります。

共通事項

  • using namespace std;によりstd::は省略しています。
  • insert_iteratorはinsert_iterator(m, begin(m))、insert_iterator(m, end(m))のどちらでも作成できます。inserterも同様です。
  • type var{...};はtype var = {...};と同様です。

出力用の関数

出力用に次の関数を定義しています。共通部分なので以降のコードでは省略します。

mapの出力

template <typename KeyT, typename MappedT>
void output(const map<KeyT, MappedT>& map)
{
    for (const auto& [key, value] : map)
    {
        wcout << key << L", " << value << endl;
    }
}

vectorの出力

範囲for、copyとostream_iteratorの2種類が使用できます。

範囲for
template <typename T>
void output(const vector<T>& v)
{
    for (const auto& i : v)
    {
        wcout << i << endl;
    }
}
copyとostream_iterator
template <typename T>
void output(const vector<T>& v)
{
    copy(cbegin(v), cend(v),
        ostream_iterator<T, wchar_t>(wcout, L"\r\n"));
}

一般的な制約

  • ラムダ式の引数は構造化束縛できません。mapの要素を引数としたラムダ式ではconst auto& pairを使い、必要に応じてラムダ式内で構造化束縛const auto& [key, value] = pair;します。
  • 範囲forでは構造化束縛できます。

mapのコピー

コンストラクタにイテレータを渡すと任意の範囲をコピーできます。キーは昇順でソートされることに注意してください。

全体のコピー

#include <algorithm>
#include <iostream>
#include <map>

using namespace std;

template <typename KeyT, typename MappedT>
void output(const map<KeyT, MappedT>& map);

int main()
{
    map<int, int> m1{{0, 0}, {1, 1}, {2, 2}};
    map<int, int> m2(cbegin(m1), cend(m1));

    output(m2);

    return 0;
}
出力
0, 0
1, 1
2, 2

部分のコピー

cbeginやcendにnextやprevを適用して先頭からN個や末尾からN個を飛ばしてコピーできます。

#include <iostream>
#include <map>

using namespace std;

template <typename KeyT, typename MappedT>
void output(const map<KeyT, MappedT>& map);

int main()
{
    map<int, int> m1{{0, 0}, {1, 1}, {2, 2}, {3, 3}, {4, 4}};
    // 先頭から2個、末尾から1個を飛ばしてコピー
    map<int, int> m2(next(cbegin(m1), 2), prev(cend(m1), 1));

    output(m2);

    return 0;
}
出力
2, 2
3, 3

逆順でコピー

crbeginとcrendを適用して逆順でコピーできます。nextやprevも適用可能です。出力時はキーが昇順ソートされることに注意してください。

#include <iostream>
#include <map>

using namespace std;

template <typename KeyT, typename MappedT>
void output(const map<KeyT, MappedT>& map);

int main()
{
    map<int, int> m1{{0, 0}, {1, 1}, {2, 2}, {3, 3}, {4, 4}};
    // 逆順の末尾は{0, 0}なのでprev(crend(m1), 1)で除外されます。
    map<int, int> m2(crbegin(m1), prev(crend(m1), 1));

    output(m2);

    return 0;
}
出力
1, 1
2, 2
3, 3
4, 4

mapから別のmapへコピーして追加

  • ただのコピーして追加はcopyやmap::insertでも可能ですが、応用が効くのはtransformです。
  • いずれの方法にもnextやprev、crbeginやcrendのような関数を適用できます。

transformの使用

#include <algorithm>
#include <iterator>
#include <iostream>
#include <map>

using namespace std;

template <typename KeyT, typename MappedT>
void output(const map<KeyT, MappedT>& map);

int main()
{
    map<int, int> m1{{0, 0}, {1, 1}, {2, 2}};

    map<int, int> m2;
    transform(cbegin(m1), cend(m1), inserter(m2, end(m2)),
        [](const auto& kv) {
            return kv;
        });

    output(m2);

    return 0;
}
出力
0, 0
1, 1
2, 2

ラムダ式内で構造化束縛

クラステンプレートの型推論（return pair(key, value)）

ラムダ式内で構造化束縛すると次のようになります。戻り値ではkey、valueからpairを作成する必要があります。ラムダ式の戻り値の型は省略できます。

#include <algorithm>
#include <iterator>
#include <iostream>
#include <map>

using namespace std;

template <typename KeyT, typename MappedT>
void output(const map<KeyT, MappedT>& map);

int main()
{
    map<int, int> m1{{0, 0}, {1, 1}, {2, 2}};

    map<int, int> m2;
    transform(cbegin(m1), cend(m1), insert_iterator(m2, end(m2)),
        [](const auto& kv) {
            const auto& [key, value] = kv;
            return pair(key, value);
        });

    output(m2);

    return 0;
}
出力
0, 0
1, 1
2, 2

生成関数（return make_pair(key, value)）

戻り値はpairコンストラクタの代わりにmake_pair生成関数を使うこともできます。

#include <algorithm>
#include <iterator>
#include <iostream>
#include <map>

using namespace std;

template <typename KeyT, typename MappedT>
void output(const map<KeyT, MappedT>& map);

int main()
{
    map<int, int> m1{{0, 0}, {1, 1}, {2, 2}};

    map<int, int> m2;
    transform(cbegin(m1), cend(m1), insert_iterator(m2, end(m2)),
        [](const auto& kv) {
            const auto& [key, value] = kv;
            return make_pair(key, value);
        });

    output(m2);

    return 0;
}
出力
0, 0
1, 1
2, 2

return {...}

戻り値には初期化子リストも指定できます。ただし、型推論のためにラムダ式の戻り値の型を明記する必要があります。

#include <algorithm>
#include <iterator>
#include <iostream>
#include <map>

using namespace std;

template <typename KeyT, typename MappedT>
void output(const map<KeyT, MappedT>& map);

int main()
{
    map<int, int> m1{{0, 0}, {1, 1}, {2, 2}};

    map<int, int> m2;
    transform(cbegin(m1), cend(m1), insert_iterator(m2, end(m2)),
        [](const auto& kv) -> decltype(m2)::value_type {
            const auto& [key, value] = kv;
            return {key, value};
        });

    output(m2);

    return 0;
}
出力
0, 0
1, 1
2, 2

copyの使用

#include <algorithm>
#include <iostream>
#include <map>
#include <vector>

using namespace std;

template <typename KeyT, typename MappedT>
void output(const map<KeyT, MappedT>& map);

int main()
{
    map<int, int> m1{{0, 0}, {1, 1}, {2, 2}};
    map<int, int> m2;
    copy(cbegin(m1), cend(m1), insert_iterator(m2, end(m2)));

    output(m2);

    return 0;
}

map::insertの使用

#include <iostream>
#include <map>

using namespace std;

template <typename KeyT, typename MappedT>
void output(const map<KeyT, MappedT>& map);

int main()
{
    map<int, int> m1{{0, 0}, {1, 1}, {2, 2}};
    map<int, int> m2;
    m2.insert(cbegin(m1), cend(m1));

    output(m2);

    return 0;
}

値をwstring型に変換したmapを作成する

to_wstringを使います。既存のmapを指定することで要素の追加も可能です。

#include <algorithm>
#include <iterator>
#include <iostream>
#include <string>
#include <map>

using namespace std;

template <typename KeyT, typename MappedT>
void output(const map<KeyT, MappedT>& map);

int main()
{
    map<int, int> m1{{0, 0}, {1, 1}, {2, 2}};

    map<int, wstring> m2;
    transform(cbegin(m1), cend(m1), insert_iterator(m2, end(m2)),
        [](const auto& kv) {
            const auto& [key, value] = kv;
            return pair(key, to_wstring(value));
        });

    output(m2);

    return 0;
}
出力
0, 0
1, 1
2, 2

値をstring型に変換したmapを作成する

to_stringを使います。既存のmapを指定することで要素の追加も可能です。

#include <algorithm>
#include <iterator>
#include <iostream>
#include <string>
#include <map>

using namespace std;

template <typename KeyT, typename MappedT>
void output(const map<KeyT, MappedT>& map);

int main()
{
    map<int, int> m1{{0, 0}, {1, 1}, {2, 2}};

    map<int, string> m2;
    transform(cbegin(m1), cend(m1), insert_iterator(m2, end(m2)),
        [](const auto& kv) {
            const auto& [key, value] = kv;
            return pair(key, to_string(value));
        });

    output(m2);

    return 0;
}
出力
0, 0
1, 1
2, 2

キーや値をvectorへ変換する

キーをvectorに変換する

#include <algorithm>
#include <iterator>
#include <iostream>
#include <map>
#include <vector>

using namespace std;

template <typename T>
void output(const vector<T>& v)

int main()
{
    map<int, int> m1{{0, 0}, {1, 1}, {2, 2}};

    vector<decltype(m1)::key_type> keys;
    transform(cbegin(m1), cend(m1), back_insert_iterator(keys),
        [](const auto& kv) {
            const auto& [key, value] = kv;
            return key;
        });

    output(keys);

    return 0;
}
出力
0
1
2

値をvectorへ変換する

値の型はmap<>::mapped_typeです。map<>::value_typeはキーと値のペアのpair型です。

#include <algorithm>
#include <iterator>
#include <iostream>
#include <map>
#include <vector>

using namespace std;

template <typename KeyT, typename MappedT>
void output(const map<KeyT, MappedT>& map);

int main()
{
    map<int, int> m1{{0, 0}, {1, 1}, {2, 2}};

    vector<decltype(m1)::mapped_type> values;
    transform(cbegin(m1), cend(m1), back_insert_iterator(values),
        [](const auto& kv) {
            const auto& [key, value] = kv;
            return value;
        });

    output(values);

    return 0;
}

キーと値からmapを作成する

transformの2入力イテレーター版で実現できます。

#include <algorithm>
#include <iostream>
#include <map>
#include <vector>

using namespace std;

template <typename KeyT, typename MappedT>
void output(const map<KeyT, MappedT>& map);

int main()
{
    vector keys{0, 1, 2};
    vector values{0, 1, 2};

    map<int, int> m1;
    transform(cbegin(keys), cend(keys), cbegin(values),
        insert_iterator(m1, end(m1)),
        [](const auto& key, const auto& value) {
            return pair(key, value);
        });

    output(m2);

    return 0;
}
出力
0, 0
1, 1
2, 2

入力イテレータ1が入力イテレーター2より長い場合は実行時エラーが発生することに注意してください。

入力イテレータ1＞入力イテレーター2
vector keys{0, 1, 2, 3};
vector values{0, 1, 2};
// 異常終了
入力イテレータ1＜入力イテレーター2
vector keys{0, 1, 2};
vector values{0, 1, 2, 3};
// 入力イテレータ2の超過した要素が無視
// 0, 0
// 1, 1
// 2, 2
1
2
0

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