Pythonの辞書（dict）をC++に変換するには？mapとunordered_mapの使い方を解説

Pythonの辞書（dict）は、内部的にはハッシュマップとして実装されています。C++では、標準ライブラリのmapデータ構造を使うことで、Pythonの辞書とほぼ同じ動作を再現できます。

C++のmapを使った基本的な実装例

以下のコードは、初期化リストを使ってmapを作成し、その内容をすべて出力する例です。

#include <iostream>
#include <map>
using namespace std;

int main(void) {
    /* 初期化リストコンストラクタ */
    map<char, int> m1 = {
        {'a', 1},
        {'b', 2},
        {'c', 3},
        {'d', 4},
        {'e', 5}
    };

    cout << "Map contains following elements" << endl;
    for (auto it = m1.begin(); it != m1.end(); ++it)
        cout << it->first << " = " << it->second << endl;

    return 0;
}

このプログラムを実行すると、次のような出力が得られます。

Map contains following elements
a = 1
b = 2
c = 3
d = 4
e = 5

上記のC++のmapは、以下のPythonの辞書と同等です。

m1 = {
    'a': 1,
    'b': 2,
    'c': 3,
    'd': 4,
    'e': 5
}

unordered_mapを使うとさらにPythonのdictに近づく

std::mapは内部で平衡二分探索木（赤黒木）を使用しているため、要素へのアクセスはO(log n)です。一方、Pythonの辞書はハッシュテーブルベースで、平均O(1)でのアクセスが可能です。よりPythonの辞書に近い性能特性が必要な場合は、C++11以降で利用できるstd::unordered_mapを選ぶとよいでしょう。

#include <iostream>
#include <unordered_map>
#include <string>
using namespace std;

int main(void) {
    unordered_map<string, int> m1 = {
        {"apple", 100},
        {"banana", 200},
        {"orange", 300}
    };

    cout << "banana = " << m1["banana"] << endl;
    return 0;
}

まとめ

Pythonの辞書をC++で再現する場合は、キーと値のペアを格納できる連想配列であるstd::mapまたはstd::unordered_mapを使うのが基本です。キーを順序付きで管理したい場合はmap、検索速度を優先したい場合はunordered_mapというように、用途に応じて使い分けることで、Pythonの辞書と同等の処理を効率的に実現できます。