C++ STLで使える知られざる便利テクニック集

この記事では、C++のSTL（標準テンプレートライブラリ）に関連する、あまり知られていない実用的なテクニックを紹介します。競技プログラミングや日常のコーディングで役立つ内容ばかりなので、ぜひ覚えておきましょう。

波括弧「{}」を使ったpairへの代入

pairに値を代入するとき、make_pair()を使わなくても波括弧「{}」で直接初期化できます。入れ子になったpairやtupleにも同じ書き方が使えます。

pair<int, int> my_pair = make_pair(10, 20);
pair<int, int> my_pair2 = {10, 20};                    // 波括弧を使用
pair<int, pair<char, int>> my_pair3 = {10, {'A', 20}}; // 入れ子のpair

すべてのヘッダーを一括でインクルードする

必要なヘッダー名をうっかり忘れてしまうこと、ありますよね。そんなときは、次の1行だけで標準ライブラリのほぼすべてのヘッダーを読み込めます。

#include <bits/stdc++.h>

※これはGCC系コンパイラ固有のヘッダーです。手軽さの反面、移植性が低下するため、本番コードでは個別のインクルードを推奨します。

組み込みのGCD関数「__gcd()」

C++には最大公約数（GCD）を求める組み込み関数が用意されています。知名度が低いため知らない人も多い関数ですが、以下のように簡単に使えます。

__gcd(a, b)

※GCCの拡張機能です。C++17以降では標準ライブラリの<numeric>にあるstd::gcd()が利用できるので、そちらを使うのがより安全です。

to_string()：数値から文字列への変換

C++には、さまざまなデータ型を文字列に変換するto_string()関数があります。整数や浮動小数点数を文字列にしたい場合に便利です。

float x = 2.3654;
string str = to_string(x);

stoi()：文字列から整数への変換

その逆、つまり文字列を整数に変換するにはstoi()関数を使います。

string num = "256";
int x = stoi(num);

グローバル変数と配列の初期化

関数の外で宣言した変数（グローバル変数）は静的記憶域を持つため、デフォルト値が自動的に0になります。一方、関数内で普通に宣言した配列には不定値（ゴミ値）が入るので注意が必要です。

すべての要素を0で初期化した配列を作りたい場合は、次のように宣言します。

int arr[10] = {};

memset()で配列をまとめて初期化する

memset関数を使えば、配列全体を指定したバイト値で埋めることができます。

int arr[10];
memset(arr, 0, sizeof(arr)); // 全要素を0で埋める

ただし、memsetはバイト単位で動作するため、0や-1以外の値（例えば5など）を指定すると意図しない結果になることがあります。各要素に任意の値を設定したい場合は、std::fill()を使うのが安全で確実です。

int arr[10];
fill(arr, arr + 10, 5); // 全要素を5に設定