C++ STLのdeque emplace_front()とemplace_back()関数の使い方を解説

C++ STLにおけるdeque（両端キュー）のemplace_front()関数とemplace_back()関数の機能を、サンプルコードと実行結果とともにわかりやすく解説します。

Deque（両端キュー）とは

Deque（デック）は「Double Ended Queue（両端キュー）」の略で、シーケンスコンテナの一種です。最大の特徴は、コンテナの先頭と末尾の両方で要素の追加・削除ができる点にあります。

通常のキュー（queue）データ構造では、データの挿入は末尾からのみ、削除は先頭からのみ行えます。バス停の行列をイメージすると分かりやすいでしょう。新しい人は列の末尾に並び、先頭にいる人から順に乗車して列から外れていきます。一方、両端キューでは、先頭と末尾のどちらからでもデータの挿入と削除が可能です。

emplace_front()関数とは

emplace_front()関数は、dequeの先頭に新しい要素を挿入するメンバ関数です。push_front()と似ていますが、emplace系の関数は要素をコンテナ内で直接構築（in-place構築）できるため、一時オブジェクトの生成やコピー・ムーブのコストを抑えられる点がメリットです。

構文

dequename.emplace_front(value)

パラメータ

value − dequeの先頭に挿入する新しい要素を指定します。要素のデータ型は、dequeの宣言時に指定した型と一致している必要があります。

使用例

入力 Deque − 12 13 14 15 16
出力 New Deque − 11 12 13 14 15 16

入力 Deque − O R C E
出力 New Deque − F O R C E

処理の手順

• まず、dequeを宣言して初期化します。
• 初期状態のdequeを表示します。
• emplace_front()関数を呼び出し、先頭に新しい要素を挿入します。
• 挿入後の新しいdequeを表示します。

この手順に従うことで、dequeの先頭に新しい要素を追加できます。関数を呼び出す際は、挿入したい新しい要素を引数として渡します。新しい要素のデータ型は、dequeの要素型と同じでなければなりません。

サンプルコード（emplace_front）

// deque emplace_front()関数の動作を示すC++コード
#include <iostream>
#include <deque>
using namespace std;

int main() {
    // dequeの初期化
    deque<int> deq = { 85, 87, 88, 89, 90 };

    // dequeの表示
    cout << "Deque: ";
    for (auto x = deq.begin(); x != deq.end(); ++x)
        cout << *x << " ";

    // emplace_front()で先頭に78を挿入
    deq.emplace_front(78);

    // 挿入後のdequeを表示
    cout << "\nNew Deque: ";
    for (auto x = deq.begin(); x != deq.end(); ++x)
        cout << " " << *x;

    return 0;
}

出力結果

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。

入力 - Deque: 85 87 88 89 90
出力 - New Deque: 78 85 87 88 89 90

emplace_back()関数とは

emplace_back()関数は、emplace_front()と対をなす関数で、dequeの末尾に新しい要素を挿入します。使い方はemplace_front()とほぼ同じです。

構文

dequename.emplace_back(value)

サンプルコード（emplace_back）

// deque emplace_back()関数の動作を示すC++コード
#include <iostream>
#include <deque>
using namespace std;

int main() {
    deque<int> deq = { 85, 87, 88, 89, 90 };

    // 末尾に91を挿入
    deq.emplace_back(91);

    cout << "New Deque: ";
    for (auto x = deq.begin(); x != deq.end(); ++x)
        cout << *x << " ";

    return 0;
}

出力結果

出力 - New Deque: 85 87 88 89 90 91

まとめ

emplace_front()はdequeの先頭に、emplace_back()は末尾に新しい要素を直接構築して追加する関数です。push_front()やpush_back()との主な違いは、要素をコンテナ内で直接構築できる点にあり、特にコピーコストの大きいオブジェクトを扱う場合にパフォーマンス面で有利になります。両端への柔軟な要素追加が必要な場面で、ぜひ活用してみてください。