【C++ STL】forward_list::front()とforward_list::empty()の使い方を実例付きで解説

本記事では、C++のSTL（標準テンプレートライブラリ）に用意されているforward_list::front()およびforward_list::empty()の動作、構文、具体的な使用例について詳しく解説します。

STLにおけるforward_listとは？

forward_listは、シーケンス内の任意の位置に対して定数時間（O(1)）で挿入・削除操作を行えるシーケンスコンテナです。内部は単方向リンクリストとして実装されており、各要素が持つ「次の要素へのリンク」によって順序が維持されます。std::listのような双方向リストと比べて要素あたりのメモリ消費が少なく、前方方向への走査に特化した軽量なコンテナです。

forward_list::front()とは？

forward_list::front()は、C++ STLに組み込まれている関数で、<forward_list>ヘッダーで宣言されています。front()を呼び出すと、forward_listコンテナの先頭にある要素への参照が返されます。

構文

forwardlist_container.front();

この関数は引数を受け取りません。

戻り値

コンテナの先頭要素への参照を返します。なお、空のコンテナに対してfront()を呼び出した場合の動作は未定義となるため、呼び出し前に後述のempty()で空かどうかを確認しておくと安全です。

使用例

/* 以下のコードでは、forward_listを作成して要素を挿入した後、front()関数を呼び出して先頭の要素を取得しています。 */

#include <forward_list>
#include <iostream>
using namespace std;
int main(){
   forward_list<int> forwardList = {2, 6, 1, 0 };
   cout<<"my first element in a forward list is: ";
   cout<<forwardList.front();
   return 0;
}

出力

上記のコードを実行すると、次のような出力が得られます。

my first element in a forward list is: 2

forward_list::empty()とは？

forward_list::empty()も、C++ STLに組み込まれている関数で、<forward_list>ヘッダーで宣言されています。forward_listコンテナが空であればtrue、空でなければfalseを返します。つまり、コンテナのサイズが0かどうかを判定するための関数です。

構文

bool forwardlist_container.empty();

この関数は引数を受け取りません。

戻り値

コンテナのサイズが0の場合はtrueを、要素が1つでも存在する場合はfalseを返します。

使用例

/* 以下のコードでは、まず空のforward_listを作成し、empty()関数を呼び出してリストが空と判定されるかを確認します。その後、要素を挿入してから再度empty()関数を呼び出し、結果がどう変化するかを確認しています。 */

#include <forward_list>
#include <iostream>
using namespace std;
int main(){
   forward_list<int> forwardList = {};
   if (forwardList.empty()){
      cout << "Yes, forward list is empty\n";
   }
   forwardList = {1, 3, 4, 5};
   if (forwardList.empty()){
      cout << "Yes, forward list is empty\n";
   } else {
      cout << "No, forward list is not empty\n";
   }
   return 0;
}

出力

上記のコードを実行すると、次のような出力が得られます。

Yes, forward list is empty
No, forward list is not empty

まとめ

forward_list::front()は先頭要素への参照を取得するための関数、forward_list::empty()はコンテナが空かどうかを判定するための関数です。特にfront()は、空のコンテナに対して呼び出すと未定義動作となるため、実務ではempty()による事前チェックとセットで使うのが安全です。どちらもO(1)で動作するため、パフォーマンスを気にせず効率的に利用できます。