C++ STLのmultiset::equal_range()関数を徹底解説！構文・使い方・実行例

本記事では、C++ STLにおける multiset::equal_range() 関数の仕組み、構文、そして具体的な使用例について詳しく解説します。

C++ STLにおけるmultisetとは？

multiset（マルチセット）は、setコンテナとよく似た連想コンテナです。setと同様に、値をキーとして格納し、常にソートされた順序で管理します。

multisetでも値はキーとして識別されます。multisetとsetの最大の違いは、setが重複しない一意なキーのみを持つのに対し、multisetでは同じキー（同じ値）を複数格納できるという点です。

また、multisetは内部的に二分探索木として実装されており、キーはその構造構築に利用されます。これにより、高速な検索が可能になっています。

multiset::equal_range()とは？

multiset::equal_range() は、C++ STLに組み込まれた関数で、<set> ヘッダーファイル内で定義されています。この関数は、multisetコンテナ内にある「指定した値と等しい要素」の範囲を取得します。

戻り値としては、引数で渡した値と一致するすべての要素を含む範囲の境界（lower_bound と upper_bound のペア）を返します。

構文

ms_name.equal_range(value_type& val);

パラメータ

この関数は1つの引数を受け取ります。

• val − コンテナ内で検索したい値。この値と等しい要素の範囲を取得します。

戻り値

この関数は、指定した値と等しい要素の範囲を表す lower_bound（下限） と upper_bound（上限） のペア（pair）を返します。

使用例

入力

std::multiset<int> mymultiset = {1, 2, 2, 3, 4};
mymultiset.equal_range(2);

出力

2 2

この例では、multiset内に「2」が2つ存在するため、equal_range(2) はその2つの要素を含む範囲を返します。

サンプルコード

#include <bits/stdc++.h>
using namespace std;
int main(){
    multiset<int> check;
    check.insert(10);
    check.insert(20);
    check.insert(30);
    check.insert(40);
    check.insert(50);
    check.insert(60);
    check.insert(70);
    check.insert(80);
    cout<<"Elements are: ";
    for (auto i = check.begin(); i!= check.end(); i++)
       cout << *i << " ";
    //lower bound と upper bound
    auto i = check.equal_range(30);
    cout<<"\nThe lower bound of 30 is " << *i.first;
    cout<<"\nThe upper bound of 30 is " << *i.second;
    // 最後の要素
    i = check.equal_range(20);
    cout<<"\nThe lower bound of 20 is " << *i.first;
    cout<<"\nThe upper bound of 20 is " << *i.second;
    i = check.equal_range(80);
    cout<<"\nThe lower bound of 80 is " << *i.first;
    cout<<"\nThe upper bound of 80 is " << *i.second;
    return 0;
}

出力結果

Elements are: 10 20 30 40 50 60 70 80
The lower bound of 30 is 30
The upper bound of 30 is 40
The lower bound of 20 is 20
The upper bound of 20 is 30
The lower bound of 80 is 80
The upper bound of 80 is 8

出力結果のポイント

• 「30」の場合：lower_bound は30自身を指し、upper_bound は次の要素「40」を指します。
• 「20」の場合：lower_bound は20自身、upper_bound は次の要素「30」を指します。
• 「80」（最後の要素）の場合：lower_bound は80自身を指しますが、upper_bound は end() イテレータを指すため、それを逆参照すると未定義動作となり、意図しない値が出力される可能性があります。実務では、upper_bound が end() でないか必ず確認してからアクセスするようにしましょう。