C++

本記事では、C++ STLにおけるlist::front()およびlist::back()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list（リスト）とは？ listは、シーケンス内の任意の位置に対して定数時間O(1)での挿入・削除を可能にするデータ構造です。内部的には双方向連結リスト（doubly linked list）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。 配列やvector、dequeと比較して、listは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。その一方で、要素への直接アクセス（ランダ

本記事では、C++ STLで提供されているlist::pop_front()およびlist::pop_back()関数について、その動作原理・構文・具体的な使用例をわかりやすく解説します。 STLにおけるlist（リスト）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データ構造です。内部的には双方向連結リスト（doubly linked list）として実装されており、メモリ上に連続した領域を確保しない「非連続なメモリ割り当て」が特徴です。 配列（array）、vector、dequeと比較すると、listはコンテナ内の任意の位置への要素の挿入・抽出・

本記事では、C++ STLにおけるlist::push_front()およびlist::push_back()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挿入・削除を行えるデータ構造です。listは双方向連結リスト(doubly linked list)として実装されており、非連続的なメモリ割り当てが可能です。そのため、配列や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

本記事では、C++ STLにおけるforward_list::clear()およびforward_list::erase_after()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。これらの関数を使いこなせるようになると、単方向リンクリストの要素管理を効率的に行えるようになります。STLにおけるforward_listとは？forward_listはシーケンスコンテナの一種で、シーケンス内の任意の位置に対して定数時間（O(1)）での挿入・削除操作を行えるのが特徴です。forward_list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、シーケンス

本記事では、C++におけるコンストラクタ（constructor）の基本的な概念と、代表的な2つの種類（デフォルトコンストラクタ・引数付きコンストラクタ）について、サンプルコードと実行結果を交えながら解説します。 コンストラクタとは コンストラクタは、クラスのオブジェクトが生成される際に自動的に呼び出される特別なメンバ関数です。主な特徴は以下の通りです。 クラス名と同じ名前を持つ 戻り値の型を持たない（voidも指定しない） オブジェクト生成時に自動的に実行され、メンバ変数の初期化などを行う これにより、初期化忘れによる予期しない動作を防ぎ、安全で信頼性の高いコードを書くことができます。

本記事では、C++のSTL（Standard Template Library）における「コンテナ」について、その概要と分類、そして基本的な使い方をサンプルコード付きで解説します。 コンテナとは コンテナとは、同じ型または異なる型の複数の要素を格納するために使用されるオブジェクトのことです。STLにはさまざまなコンテナが用意されており、データの格納方法やアクセス方法の特徴に応じて、以下のように分類されます。 シーケンスコンテナ（連続コンテナ）：array、vector、list など。要素を順番に並べて管理します。 連想コンテナ：set、map、multimap など。キーと値のペアやソート

このチュートリアルでは、C++における「コンテナシップ（containership：クラスの包含）」について、具体的なプログラム例を通じて解説します。 コンテナシップとは あるクラスの中に、別のクラスのオブジェクトがメンバとして含まれている関係のことをコンテナシップ（包含）と呼びます。 このとき、内側に含まれるクラスを「被包含クラス（contained class）」、それを保持している外側のクラスを「コンテナクラス（container class）」と呼びます。 これは「has-a（〜を持っている）」の関係とも呼ばれ、継承（is-a 関係）とは異なる形でクラスを再利用するための重要な手法です

このチュートリアルでは、C++におけるスレッドのget_id()関数について、サンプルコードを交えながら詳しく解説します。 get_id()関数は、現在のプロセスの状態を確認した上で、実行中のスレッドに割り当てられた一意のIDを返す関数です。この関数は引数を一切取らず、呼び出すだけで現在実行中のスレッドの識別子を取得できるのが特徴です。 get_id()関数の役割 マルチスレッドプログラミングでは、複数のスレッドが同時に動作するため、どのスレッドがどの処理を担当しているのかを識別することが重要になります。get_id()関数を活用することで、各スレッドに固有のIDを取得でき、デバッグやログ出力

このチュートリアルでは、C++のtransform_inclusive_scan()関数の動作を理解するためのサンプルプログラムを紹介します。transform_inclusive_scan()関数とはtransform_inclusive_scan()は、C++17で<numeric>ヘッダーに追加された数値計算アルゴリズムの一つです。範囲内の各要素に単項演算を適用したうえで、二項演算を使って先頭から現在位置までの累積計算(包含スキャン)を行い、その結果を順に出力先へ書き込みます。本記事では、この関数と同等の処理を自前で実装したコードを見ながら、内部の動きを詳しく解説します。サン

本記事では、C++における「トリビアルクラス（Trivial Class：些細なクラス）」について、その定義や特徴、具体的なコード例を交えながらわかりやすく解説します。 トリビアルクラスとは トリビアルクラスとは、クラスや構造体（struct）の中に明示的にデフォルト化された値を持つクラスのことです。さらに、トリビアルクラスは独自のコンストラクタ・代入演算子・デストラクタを備えています。 C++では、特別な初期化や後始末を必要としない単純なメンバだけを持つクラスは、コンパイラが自動生成するデフォルトの特殊メンバ関数だけで十分に扱えます。このような「コンパイラ任せで済むシンプルなクラス」を、ト

本記事では、C++における型推論（Type Inference）について、autoキーワードとdecltypeキーワードの2つを中心に詳しく解説します。C++11以降、型推論機能が導入されたことで、プログラマは明示的に型名を書かずに済むようになり、コードの可読性と保守性が大幅に向上しました。autoキーワードによる型推論autoは、変数の初期化子（initializer）から変数の型を自動的に推論するキーワードです。初期化時に代入される値の型に基づいて、コンパイラが適切な型を決定します。以下の例では、整数・浮動小数点数・ポインタそれぞれに対してautoを使用し、typeid().name()で

このチュートリアルでは、C++においてクラスを使用してベクトル量（ベクトル）を実装する方法について詳しく解説します。ベクトル量とは？ベクトル量とは、大きさ（マグニチュード）と方向の両方を持つ物理量のことです。速度や力などがその代表例です。本記事では、Vectorクラスを定義してベクトルを表現し、以下のような基本演算を実装します。ベクトルの加算（和）ベクトルの減算（差）内積（ドット積）外積（クロス積）実装コードC++では演算子オーバーロードを活用することで、ベクトル同士の演算を直感的な記述で行えるようになります。#include <cmath> #include <iostre

C++の仮想基底クラスとはこのチュートリアルでは、C++における仮想基底クラス（virtual base class）の概念を、実際のプログラム例を通してわかりやすく解説します。仮想基底クラスは、主に多重継承の場面で活用されます。通常の継承では、複数のクラスが同じ基底クラスを継承していると、それらをさらに継承した派生クラスの中に基底クラスのインスタンスが複数含まれてしまい、メンバへのアクセス時に曖昧さ（ambiguity）が発生します。この問題を回避するために、仮想基底クラスが使用されます。コード例#include <iostream> using namespace std; c

この記事では、C++における std::shared_ptr を使ったオブジェクトの破棄（仮想破壊）の仕組みについて、サンプルコードを交えながらわかりやすく解説します。通常、基底クラスのポインタ経由で派生クラスのインスタンスを削除する場合、基底クラスのデストラクタを virtual に定義する必要があります。これにより、オブジェクトは生成された順序とは逆に、派生クラスから基底クラスへと正しく破棄されます。しかし、shared_ptr を使うと、仮想デストラクタがなくても適切なデストラクタが呼び出されるという特徴があります。サンプルコード#include <iostream> #in

このチュートリアルでは、C++における仮想関数（virtual function）について、サンプルプログラムを通じてわかりやすく解説します。 仮想関数とは？ 仮想関数とは、基底クラスで virtual キーワードを付けて宣言されるメンバ関数のことです。仮想関数は、派生クラス（子クラス）でも同じシグネチャで再定義（オーバーライド）することができます。 ポイントは、基底クラスのポインタや参照を通じて関数を呼び出した場合の挙動です。仮想関数として宣言されている場合は、実際に指しているオブジェクトのクラスに応じて、オーバーライドされた側の関数が実行されます。これにより、実行時ポリモーフィズム（動的

このチュートリアルでは、C++のSTL（標準テンプレートライブラリ）を使用して、文字列全体を大文字または小文字に一括変換する方法について解説します。C++では、<cctype>ヘッダに含まれる toupper() 関数と tolower() 関数を利用することで、それぞれ大文字・小文字への変換が可能です。さらに、<algorithm>ヘッダの transform() 関数と組み合わせることで、文字列のすべての文字に対してこれらの変換を一度に適用できます。サンプルコード#include<bits/stdc++.h> using namespace std; i

はじめに この記事では、C++を使ってソート済み配列の中から、指定した数値より小さい要素の個数をカウントするプログラムについて解説します。 具体的には、ある数値 x が与えられたとき、昇順にソートされた配列の中に存在する「x より小さい要素」がいくつあるかを求めるのが目的です。 解決のアプローチ：upper_bound を活用する 配列がすでにソートされているため、先頭から順に比較していく線形探索（計算量 O(n)）は不要です。標準ライブラリの upper_bound 関数を使えば、二分探索（計算量 O(log n)）で効率的に答えを求めることができます。 upper_bound(first

このチュートリアルでは、C++ STLの std::set を使用して、配列内の各要素より右側に存在する小さい要素の個数を求めるプログラムについて解説します。 入力として整数の配列が与えられます。私たちのタスクは、新しい配列を作成し、その各位置に「現在の要素より右側にある、現在の要素より小さい要素の数」を格納することです。 アルゴリズムの考え方 std::set は要素を自動的にソートされた状態で保持する連想コンテナです。この性質を利用すると、次の手順で効率的にカウントできます。 配列を右端から左へ向かって走査する。 走査中の各要素を set に挿入する（この時点で set には「その要素以

このチュートリアルでは、C++のSTL（標準テンプレートライブラリ）を使用して、バイナリ配列に含まれる「1」と「0」の個数を数えるプログラムについて解説します。具体的には、0と1のみで構成された配列が与えられ、その中に「1」がいくつ、「0」がいくつ含まれているかを求めるのが目的です。実装のポイントこの問題は、STLが提供する count_if() 関数を使うことで、非常にシンプルに解決できます。count_if() は、指定した範囲内の要素のうち、条件を満たす要素の個数を返すアルゴリズムです。まず、要素が「1」であるかどうかを判定する関数を用意し、それを count_if() の第3引数として

このチュートリアルでは、C++ STLの set（正確には multiset）を使用して、配列の反転数（転倒数）をカウントするプログラムについて解説します。反転数（転倒数）とは？反転数とは、配列が完全にソートされた状態からどれだけ離れているかを測る指標です。具体的には、インデックスが i < j であるにもかかわらず arr[i] > arr[j] となっている要素のペアの総数を意味します。配列がすでに昇順にソートされている場合、反転数は 0 になります。逆に、配列が逆順に並んでいる場合は反転数が最大値となり、その値は n*(n-1)/2 です。アルゴリズムの考え方multiset