【C++ STL】forward_list::begin()とforward_list::end()の使い方を徹底解説

本記事では、C++のSTL（Standard Template Library）におけるforward_list::begin()およびforward_list::end()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。

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での挿入・削除操作を可能にするシーケンスコンテナです。内部的には単方向リンクリストとして実装されており、各要素が次の要素へのリンクを持つことで、要素の順序が維持されます。

forward_list::begin()とは？

forward_list::begin()は、C++のSTLに組み込まれた関数で、<forward_list>ヘッダー内で宣言されています。begin()は、forward_listコンテナの先頭要素を指すイテレータを返します。実際の開発では、begin()とend()を組み合わせて使用することで、forward_listコンテナの範囲（レンジ）を指定するのが一般的です。

構文

forwardlist_container.begin();

この関数は引数を受け取りません。

戻り値

この関数は、コンテナの先頭要素を指すイテレータを返します。なお、forward_listは単方向リンクリストであるため、返されるイテレータは前方イテレータ（Forward Iterator）です。

使用例

#include <bits/stdc++.h>
using namespace std;
int main(){
   // forward_listの作成
   forward_list<int> forwardList = { 4, 1, 2, 7 };
   cout<<"Printing the elements of a forward List\n";
   // begin()を呼び出して先頭要素を指す
   for (auto i = forwardList.begin(); i != forwardList.end(); ++i)
      cout << ' ' << *i;
   return 0;
}

出力

上記のコードを実行すると、以下のような出力が得られます。

Printing the elements of a forward List
4 1 2 7

forward_list::end()とは？

forward_list::end()も、C++のSTLに組み込まれた関数で、<forward_list>ヘッダー内で宣言されています。end()は、forward_listコンテナの末尾要素の「次の位置」（過去末：past-the-end）を指すイテレータを返します。このイテレータは実際の要素を参照していない点に注意してください。begin()とend()を組み合わせることで、コンテナ全体の範囲を表現できます。

構文

forwardlist_container.end();

この関数は引数を受け取りません。

戻り値

この関数は、コンテナの末尾要素の次の位置を指すイテレータを返します。ループ処理では、このイテレータに到達した時点で走査が終了したことを意味します。

使用例

#include <bits/stdc++.h>
using namespace std;
int main(){
   // forward_listの作成
   forward_list<int> forwardList = { 4, 1, 2, 7 };
   cout<<"Printing the elements of a forward List\n";
   // begin()からend()まで範囲for的に走査する
   for (auto i = forwardList.begin(); i != forwardList.end(); ++i)
      cout << ' ' << *i;
   return 0;
}

出力

上記のコードを実行すると、以下のような出力が得られます。

Printing the elements of a forward List
4 1 2 7

まとめ

begin()とend()は、forward_listの要素を走査するための基本となるメンバ関数です。begin()が先頭要素へのイテレータを返すのに対し、end()は末尾の次の位置を指すため、両者をi != forwardList.end()のように比較しながらループを回すことで、コンテナ内の全要素へ安全にアクセスできます。forward_listだけでなく、vectorやlistなど他のSTLコンテナでも同様のパターンが使えるため、ぜひ覚えておきましょう。