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std::vector チートシート

std::vector 概要

std::vectorは、C++の標準テンプレートライブラリ（STL）に含まれる動的配列を提供するコンテナクラスです。 可変サイズであり、要素の追加や削除が効率的に行えます。配列と同じように、O(1)でランダムアクセスが可能です。 ただし、挿入と削除は位置によってはO(n)の時間がかかる場合があります。内部では連続したメモリ領域が確保されています。

インクルードファイル

#include <vector>  // for std::vector
#include <algorithm>  // for std::fill, std::sort

std:: なしで使えるようにする

using std::vector;

宣言

std::vector<int> vec;                   // 空の整数ベクタ
std::vector<int> vec(10);               // 10個の0で初期化
std::vector<int> vec(10, 1);            // 10個の1で初期化
std::vector<int> vec = {
    1, 2, 3, 4, 5
};                                      // 初期値を指定

// 2次元配列
std::vector<std::vector<int>> vec2D;           // 空の2次元整数ベクタ
std::vector<std::vector<int>> vec2D(10, vec);  // 10行分をvecの値で初期化
std::vector<std::vector<int>> vec2D = {        // 初期値を指定
    {1, 2, 3},
    {4, 5, 6},
};

// 参照による子配列へのアクセス
std::vector<int>& refVec = vec2D[1];

C++11以降、=はオプションなので省略可能。以下の二つは等価です。

std::vector<int> vec = {1, 2, 3};
std::vector<int> vec{1, 2, 3};

要素へのアクセス

vec[0] = 10;                            // 添字でアクセス
vec.at(0) = 10;                         // atメソッドでアクセス（範囲チェックあり）

// 範囲外アクセスの検出
try {
    int value = vec.at(1000);
} catch (const std::out_of_range& e) {
    std::cerr << "範囲外アクセス: " << e.what() << std::endl;
}

ループでの利用

// 通常のforループ
for(int i = 0; i < vec.size(); ++i) {
    std::cout << vec[i] << " ";
}

// 範囲forループ
for(const auto& elem : vec) {
    std::cout << elem << " ";
}

// Iteratorを使ったループ
for(auto it = vec.begin(); it != vec.end(); ++it) {
    std::cout << *it << " ";
}

メンバアクセス・操作

要素の追加

vec.push_back(100);                 // 末尾に要素を追加
vec.insert(vec.begin(), 100);       // 先頭に要素を追加（メモリーコピーが発生し、効率が良くない）
vec.insert(vec.begin() + n, 100);   // n番目に要素を追加（メモリーコピーが発生し、効率が良くない）

要素の削除

vec.pop_back();                     // 末尾の要素を削除
vec.erase(vec.begin());             // 先頭の要素を削除（メモリーコピーが発生し、効率が良くない）
vec.erase(vec.begin() + n);         // n番目の要素を削除（メモリーコピーが発生し、効率が良くない）

全要素書き換え

std::fill(vec.begin(), vec.end(), n);   // 値nで全要素を書き換える
std::fill(vec.begin(), vec.end(), 0);   // 全要素ゼロクリア

全要素削除

vec.clear();                        // 全要素を削除

サイズ(要素の数)

size_t size = vec.size();           // ベクタのサイズ(要素の数)
vec.resize(20);                     // サイズを20に変更（新たな要素は0で初期化）

容量確保/確認

vec.reserve(100);                   // 100要素分の容量を確保
size_t capacity = vec.capacity();   // 確保済みの容量の取得

要素検索

// 要素が含まれているか確認
if(std::find(vec.begin(), vec.end(), value) != vec.end()) {
    // value が vec に含まれている
}

ベクタ操作

// 全要素をコピー
anotherVec = vec;

// ベクタ(vec)の後ろにベクタ(addVec)の全要素を追加
vec.insert(vec.end(), addVec.begin(), addVec.end());

// ベクタの要素をソート
std::sort(vec.begin(), vec.end());

// ベクタの要素を逆ソート
std::sort(vec.rbegin(), vec.rend());

// ベクタの入れ替え
vec1.swap(vec2);                    // 他のベクタと要素を入れ替える

先頭アドレスの取得

ptr = vec.data();                   // std::vectorによるメモリ再確保により、
                                    // アドレスが変わる可能性があるので注意

テンプレート関連

std::vector<double> vecDouble;          // double型
std::vector<std::string> vecString;     // std::string型
std::vector<std::vector<int>> vec2D;    // 2次元ベクタ