C++のマップでユーザー定義型をキーとして使う方法

マップ（map）は、キーと値のペアの形式で情報を格納するデータ構造です。C++では、マップはSTL（標準テンプレートライブラリ）で定義されており、キーはソートされた順序で自動的に管理されます。

マップを定義する構文 −

map<key_type, value_type> map_name;

マップのキーと値には、intやfloat、charといった基本データ型（プリミティブ型）や派生データ型など、任意のデータ型を指定できます。

さらに重要なのは、マップのキーとしてユーザー定義型（自分で定義したデータ型）も使用できるという点です。

ここからは、新しいデータ型を定義する構造体を作成し、それをマップのキーとして使用する方法を解説します。

構文

struct key {
    float f;
};

このようなユーザー定義型をマップのキーにすることで、より情報量の多いデータセットを扱えるようになります。構造体には複数のメンバを持たせることができ、配列や他のデータ構造をメンバとして含めることも可能です。

ユーザー定義型をキーにする際の注意点

std::mapは内部でキーをソートして管理するため、キーとなる型には大小比較（operator<）が定義されている必要があります。そのため、ユーザー定義型をキーとして使う場合は、operator<をオーバーロードして比較方法を明示する必要があります。

サンプルコード

#include <bits/stdc++.h>
using namespace std;

struct kdata {
    float id;
};

// マップがキーをソートできるよう operator< をオーバーロード
bool operator<(const kdata& t1, const kdata& t2) {
    return (t1.id < t2.id);
}

int main() {
    kdata t1 = { 4.5 }, t2 = { 12.3 }, t3 = { 67.8 }, t4 = { 65.2 };
    map<kdata, char> maps;
    maps[t1] = 'a';
    maps[t2] = 'h';
    maps[t3] = 'm';
    maps[t4] = 'q';
    cout << "The map data is " << endl;
    for (auto x : maps)
        cout << x.first.id << " > " << x.second << endl;
    return 0;
}

出力結果

The map data is
4.5 > a
12.3 > h
65.2 > q
67.8 > m

コードの解説

この例では、float型のメンバidを持つ構造体kdataを定義し、これをマップのキーとして使用しています。operator<をオーバーロードすることで、マップはidの値に基づいてキーをソートします。そのため、出力結果はidの昇順（4.5 → 12.3 → 65.2 → 67.8）に並んでいます。

このように、ユーザー定義型をキーにすることで、単一の値だけでは表現できない複雑なキー構造を持つマップを簡単に実現できます。実務でも、IDと名前の組み合わせや複数の属性からなるキーが必要な場面で活用できるテクニックです。