C++ STLのlist insert()関数の使い方を徹底解説

本記事では、C++のSTLにおけるlistコンテナのinsert()関数の機能と使い方について詳しく解説します。

STLのlistとは

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と削除を可能にするコンテナです。listは双方向連結リストとして実装されており、非連続的なメモリ割り当てを行います。配列、vector、dequeと比較して、コンテナ内の任意の位置への要素の挿入・抽出・移動において優れたパフォーマンスを発揮します。一方で、要素への直接アクセス（ランダムアクセス）は低速です。listはforward_listと似ていますが、forward_listは単方向連結リストであり、前方方向にしかイテレートできない点が異なります。

insert()関数とは

listのinsert()関数は、リストに要素を挿入するために使用されるメンバ関数です。主な用途は以下のとおりです。

• 指定した位置に要素を挿入する

• 同じ値の要素をn個まとめて挿入する

• 指定した範囲の要素を一括で挿入する

構文

insert(iterator position, const value_type& val)
insert(iterator position, size_type n, const value_type& value)
insert(iterator position, iterator first, iterator last)

パラメータ

val − リストに挿入する新しい要素を指定します。

position − 新しい要素を挿入するコンテナ内の位置を示すイテレータを指定します。

n − 挿入する要素の個数を指定します。

first, last − 挿入する要素の範囲を示すイテレータを指定します。

戻り値

新しく挿入された最初の要素を指すイテレータを返します。

使用例

入力：List − 50 60 80 90

出力：New List − 50 60 70 80 90

入力：List − T R E N D

出力：New List − T R E N D S

実装のアプローチ

• まずlistを宣言します。
• 次にlistの内容を出力します。
• その後、insert()関数を呼び出します。

上記のアプローチにより、listに新しい要素を挿入できます。なお、挿入する要素はlistと同じデータ型である必要があります。

コード例1：単一要素の挿入

// STLのlist insert()関数の動作を示すC++コード
#include <iostream>
#include <list>
using namespace std;

int main() {
    list<int> lst = { 55, 84, 38, 66, 67 };

    // リストの内容を出力
    cout << "List: ";
    for (auto x = lst.begin(); x != lst.end(); ++x)
        cout << *x << " ";

    // insert()関数で先頭に6を挿入
    auto x = lst.begin();
    lst.insert(x, 6);

    // 挿入後の新しいリストを出力
    cout << "\nNew list: ";
    for (x = lst.begin(); x != lst.end(); ++x)
        cout << *x << " ";

    return 0;
}

出力

上記のコードを実行すると、次の出力が得られます。

List: 55 84 38 66 67
New list: 6 55 84 38 66 67

コード例2：複数要素の挿入

// STLのlist insert()関数の動作を示すC++コード
#include <iostream>
#include <list>
using namespace std;

int main() {
    list<char> lst = { 'F', 'B', 'U', 'A', 'R', 'Y' };

    cout << "List: ";
    for (auto x = lst.begin(); x != lst.end(); ++x)
        cout << *x << " ";

    // insert()関数で2番目の位置に'E'を1つ挿入
    auto x = lst.begin();
    advance(x, 1);
    lst.insert(x, 1, 'E');

    // 挿入後の新しいリストを出力
    cout << "\nNew List: ";
    for (auto x = lst.begin(); x != lst.end(); ++x)
        cout << *x << " ";

    return 0;
}

出力

上記のコードを実行すると、次の出力が得られます。

List: F B U A R Y
New List: F E B U A R Y

コード例3：範囲を指定した挿入

// STLのlist insert()関数の動作を示すC++コード
#include <iostream>
#include <list>
#include <vector>
using namespace std;

int main() {
    list<int> lst = { 10, 44, 34, 98, 15 };

    cout << "List: ";
    for (auto x = lst.begin(); x != lst.end(); ++x)
        cout << *x << " ";

    // 値17を2つ持つvectorを作成
    vector<int> vec(2, 17);

    // vectorの範囲の要素をリストの先頭に挿入
    auto x = lst.begin();
    lst.insert(x, vec.begin(), vec.end());

    // 挿入後の新しいリストを出力
    cout << "\nNew list: ";
    for (auto x = lst.begin(); x != lst.end(); ++x)
        cout << *x << " ";

    return 0;
}

出力

上記のコードを実行すると、次の出力が得られます。

List: 10 44 34 98 15
New list: 17 17 10 44 34 98 15

まとめ

listのinsert()関数を使えば、指定位置への単一要素の挿入、同じ値の複数要素の一括挿入、他のコンテナからの範囲挿入を柔軟に行えます。双方向連結リストであるlistの特性を活かすことで、任意の位置への効率的な要素追加が可能になります。なお、listのイテレータは双方向イテレータのため、ランダムアクセスができない点には注意し、位置の移動にはadvance()などを利用するとよいでしょう。