【C++ STL】queue::front()とqueue::back()の使い方を徹底解説

この記事では、C++ STLにおけるqueue::front()関数とqueue::back()関数の動作、構文、具体的な使用例について詳しく解説します。

C++ STLにおけるキュー（queue）とは？

キューは、C++ STLに定義されたシンプルなシーケンスコンテナの一種で、FIFO（First In First Out：先入れ先出し）方式でデータの挿入と削除を行うデータ構造です。キュー内のデータは連続的に管理され、新しい要素は末尾に挿入され、削除は先頭から行われます。C++ STLにはキューのテンプレートがあらかじめ用意されており、通常のキューと同じ動作でデータを扱うことができます。

queue::front()とは？

queue::front()は、<queue>ヘッダーファイルで宣言されているC++ STLの組み込み関数です。この関数は、対象のキューコンテナに最初に挿入された要素への参照を返します。言い換えれば、front()はキュー内で最も古い要素を直接参照するための関数です。

例えば、キューに「1, 2, 3, -4」の順で要素を追加した場合、先頭（head）である「1」が最初に入力された要素となり、末尾（tail）である「-4」が最後に入力された最新の要素になります。

構文

myqueue.front();

この関数は引数を受け取りません。

戻り値

この関数は、キューコンテナに最初に挿入された要素への参照を返します。

使用例

Input: queue<int> myqueue = {10, 20, 30, 40};
       myqueue.front();
Output:
       Front element of the queue = 10

サンプルコード

#include <iostream>
#include <queue>
using namespace std;
int main(){
    queue<int> Queue;
    Queue.push(10);
    Queue.push(20);
    Queue.push(30);
    Queue.push(40);
    Queue.push(40);
    cout<<"Element in front of a queue is: "<<Queue.front();
    return 0;
}

実行結果

上記のコードを実行すると、以下の出力が得られます。

Element in front of a queue is: 10

queue::back()とは？

queue::back()は、<queue>ヘッダーファイルで宣言されているC++ STLの組み込み関数です。この関数は、対象のキューコンテナに最後に挿入された要素への参照を返します。言い換えれば、back()はキュー内で最も新しい要素を直接参照するための関数です。

構文

myqueue.back();

この関数は引数を受け取りません。

戻り値

この関数は、キューコンテナに最後に挿入された要素への参照を返します。

使用例

Input: queue<int> myqueue = {10, 20, 30, 40};
       myqueue.back();
Output:
       Back element of the queue = 40

サンプルコード

#include <iostream>
#include <queue>
using namespace std;
int main(){
    queue<int> Queue;
    Queue.push(10);
    Queue.push(20);
    Queue.push(30);
    Queue.push(40);
    Queue.push(50);
    cout<<"Elements at the back of the queue is: "<<Queue.back();
    return 0;
}

実行結果

上記のコードを実行すると、以下の出力が得られます。

Elements at the back of the queue is: 50

補足：front()・back()を使う際の注意点

front()およびback()はどちらも定数時間O(1)で動作し、非常に高速です。ただし、これらの関数はあくまで要素への参照を取得するだけで、キューから要素を取り除くわけではありません。実際に要素を削除したい場合は、別途pop()関数を呼び出す必要があります。また、空のキューに対してこれらの関数を呼び出すと未定義動作となるため、empty()でキューが空でないことを確認してから使用することをおすすめします。