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22. 配列

動的配列クラス Array の基本的な使い方を学びます。

22.1 Array

  • Siv3D では Array<Type> で動的配列を扱います
  • Array は std::vector と同等の機能を提供するほか、追加のメンバ関数を持ちます
  • std::vector のように要素がメモリ上に連続していることが保証されています
// int32 型の値を格納する配列
Array<int32> a = { 10, 20, 30, 40, 50 };

// double 型の値を格納する配列
Array<double> b = { 1.1, 2.2, 3.3, 4.4, 5.5 };

// String 型の値を格納する配列
Array<String> c = { U"Apple", U"Bird", U"Cat", U"Dog" };

22.2 配列の作成

  • 配列は次のような方法で作成します
    • 空の配列を作成
    • リストから配列を作成
    • 個数 × 値 で配列を作成
    • 個数 × デフォルト値で配列を作成
      • Array<int32> v(5); は 5 個の 0 で初期化された配列を作成します
      • Array<double> v(5); は 5 個の 0.0 で初期化された配列を作成します
      • Array<String> v(5); は 5 個の空文字列で初期化された配列を作成します

# include <Siv3D.hpp>

void Main()
{
	// パターン ①: 空の配列を作成
	{
		Array<int32> v;
		Print << v;
	}

	// パターン ②: リストから配列を作成
	{
		Array<int32> v = { 10, 50, 30, 20, 40 };
		Print << v;
	}

	// パターン ③: 個数 × 値 で配列を作成
	{
		Array<int32> v(5, -5);
		Print << v;
	}

	// パターン ④: 個数 × デフォルト値で配列を作成
	{
		Array<int32> v(5);
		Print << v;
	}

	while (System::Update())
	{

	}
}
出力
{}
{10, 50, 30, 20, 40}
{-5, -5, -5, -5, -5}
{0, 0, 0, 0, 0}

22.3 要素数の取得

  • .size() は配列の要素数を size_t 型で返します

# include <Siv3D.hpp>

void Main()
{
	Array<int32> v1 = { 10, 50, 30, 20, 40 };
	Print << v1.size();

	Array<int32> v2;
	Print << v2.size();

	while (System::Update())
	{

	}
}
出力
5
0

22.4 空であるかを調べる（1）

  • .isEmpty() は配列が空であるか（要素数が 0 であるか）を bool 型で返します

# include <Siv3D.hpp>

void Main()
{
	Array<int32> v1 = { 10, 50, 30, 20, 40 };
	Print << v1.isEmpty();

	Array<int32> v2;
	Print << v2.isEmpty();

	while (System::Update())
	{

	}
}
出力
false
true

22.5 空であるかを調べる（2）

  • if (配列) を使って配列が空であるかを調べます
  • 配列が空である場合、配列は false と評価されます

# include <Siv3D.hpp>

void Main()
{
	Array<int32> v1 = { 10, 50, 30, 20, 40 };
   
	if (v1)
	{
		Print << U"v1 is not empty";
	}

	Array<int32> v2;

	if (not v2)
	{
		Print << U"v2 is empty";
	}

	while (System::Update())
	{

	}
}
出力
v1 is not empty
v2 is empty

22.6 末尾への要素追加

  • v << x; で配列 v の末尾に要素 x を追加します
  • std::vector の .push_back(x) を短く書けるようにしたものです
  • 配列の末尾への追加は、それ以外の場所（先頭や途中）への追加に比べて最も効率的です

# include <Siv3D.hpp>

void Main()
{
	Array<int32> v;
	v << 10;
	v << 50;
	v << 30;
	Print << v;

	v << 20 << 40;
	Print << v;

	while (System::Update())
	{

	}
}
出力
{10, 50, 30}
{10, 50, 30, 20, 40}

22.7 末尾の要素の削除

  • .pop_back() で配列の末尾の要素を削除します
  • 要素数が 0 のときに呼び出してはいけません
    • 事前に要素数が 0 でないことを確認してください
  • 配列の末尾の要素の削除は、それ以外の場所（先頭や途中）の要素の削除に比べて最も効率的です

# include <Siv3D.hpp>

void Main()
{
	Array<int32> v = { 10, 50, 30, 20, 40 };
	Print << v;

	v.pop_back();
	Print << v;

	v.pop_back();
	Print << v;

	while (v)
	{
		v.pop_back();
	}

	Print << v;

	while (System::Update())
	{

	}
}
出力
{10, 50, 30, 20, 40}
{10, 50, 30, 20}
{10, 50, 30}
{}

22.8 すべての要素の削除

  • .clear() で配列のすべての要素を削除し、空の配列にします
  • 要素数が 0 のときに呼び出しても問題ありません（何もしません）

# include <Siv3D.hpp>

void Main()
{
	Array<int32> v = { 10, 50, 30, 20, 40 };
	Print << v;

	v.clear();
	Print << v;

	while (System::Update())
	{

	}
}
出力
{10, 50, 30, 20, 40}
{}

22.9 要素数の変更

  • .resize(n) で配列の要素数を n に変更します
  • 要素数が増える場合、新しい要素はデフォルト値で初期化されます

# include <Siv3D.hpp>

void Main()
{
	Array<int32> v = { 10, 50, 30, 20, 40 };
	Print << v;

	v.resize(3);
	Print << v;

	v.resize(5);
	Print << v;

	while (System::Update())
	{

	}
}
出力
{10, 50, 30, 20, 40}
{10, 50, 30}
{10, 50, 30, 0, 0}

22.10 範囲 for 文による配列走査（const 参照）

  • 範囲 for 文を使って配列の要素を走査します
  • 各要素へのアクセスは、通常は const 参照で行います
  • 範囲 for 文の中で、対象の配列のサイズを変更する操作は行わないでください

# include <Siv3D.hpp>

void Main()
{
	Array<int32> v = { 10, 50, 30, 20, 40 };

	for (const auto& elem : v)
	{
		Print << elem;
	}

	while (System::Update())
	{

	}
}
出力
10
50
30
20
40

22.11 範囲 for 文による配列走査（参照）

  • 範囲 for 文を使って配列の要素を走査します
  • ループ内で要素を変更する場合、const 参照の代わりに参照を使って要素にアクセスします
  • 範囲 for 文の中で、対象の配列のサイズを変更する操作は行わないでください

# include <Siv3D.hpp>

void Main()
{
	Array<int32> v = { 10, 50, 30, 20, 40 };

	for (auto& elem : v)
	{
		elem *= 2;
	}

	Print << v;

	while (System::Update())
	{

	}
}
出力
{20, 100, 60, 40, 80}

22.12 指定したインデックスの要素へのアクセス

  • [i] で配列の i 番目の要素にアクセスします
    • i は 0 から数えます。有効なインデックスは 0 から .size() - 1 までです
  • 範囲外にアクセスしてはいけません

# include <Siv3D.hpp>

void Main()
{
	Array<int32> v = { 10, 50, 30, 20, 40 };

	Print << v[0];
	Print << v[4];

	v[1] = 500;
	Print << v;

	while (System::Update())
	{

	}
}
出力
10
40
{10, 500, 30, 20, 40}

22.13 先頭・末尾の要素へのアクセス

  • .front() は先頭の要素への参照を返します
    • v[0] と同じです
  • .back() は末尾の要素への参照を返します
    • v[v.size() - 1] と同じです
  • いずれも要素数が 0 のときに呼び出してはいけません

# include <Siv3D.hpp>

void Main()
{
	Array<int32> v = { 10, 50, 30, 20, 40 };

	Print << v.front();
	Print << v.back();

	v.front() = 100;
	v.back() = 400;
	Print << v;

	while (System::Update())
	{

	}
}
出力
10
40
{100, 50, 30, 20, 400}

22.14 先頭・終端位置のイテレータ取得

  • .begin() は先頭位置のイテレータを返します
  • .end() は終端位置のイテレータを返します

# include <Siv3D.hpp>

void Main()
{
	Array<int32> v = { 10, 50, 30, 20, 40 };

	auto it = v.begin();

	Print << *it;

	++it;

	Print << *it;
	
	while (System::Update())
	{

	}
}
出力
10
50

22.15 その他の挿入・削除操作

  • .push_front(値) で、先頭に要素を追加します
  • .pop_front() で、先頭の要素を削除します
  • .insert(イテレータ, 値) で、指定したイテレータの位置に要素を挿入します
  • .append(配列) で、別の配列を末尾に追加します
  • .erase(イテレータ) で、指定したイテレータの位置の要素を削除します
  • .erase(イテレータ1, イテレータ2) で、指定した範囲の要素を削除します
  • 先頭や途中への要素の挿入・削除は、それ以降の既存要素の移動を伴うため、うしろの要素数に比例したコストがかかります
    • 通常は避けるか、小さい配列でのみ使用するべきです

# include <Siv3D.hpp>

void Main()
{
	{
		Array<int32> v = { 10, 20, 30, 40, 50 };

		v.push_front(5);
		Print << v;

		v.pop_front();
		Print << v;
	}

	{
		Array<int32> v = { 10, 20, 30, 40, 50 };

		v.insert((v.begin() + 2), 25);
		Print << v;
	}

	{
		Array<int32> v1 = { 10, 20, 30 };
		Array<int32> v2 = { 40, 50 };

		v1.append(v2);
		Print << v1;
	}

	{
		Array<int32> v = { 10, 20, 30, 40, 50 };

		v.erase(v.begin() + 2);
		Print << v;

		v.erase(v.begin(), (v.begin() + 2));
		Print << v;
	}

	while (System::Update())
	{

	}
}
出力
{5, 10, 20, 30, 40, 50}
{10, 20, 30, 40, 50}
{10, 20, 25, 30, 40, 50}
{10, 20, 30, 40, 50}
{10, 20, 40, 50}
{40, 50}

22.16 条件を満たす要素の削除（イテレータ方式）

  • イテレータによるループを利用して、条件を満たす要素を削除するには次のようにします

配列から 30 未満の要素を削除する
# include <Siv3D.hpp>

void Main()
{
	Array<int32> v = { 10, 50, 30, 20, 40 };

	for (auto it = v.begin(); it != v.end();)
	{
		if (*it < 30)
		{
			it = v.erase(it);
		}
		else
		{
			++it;
		}
	}

	Print << v;

	while (System::Update())
	{

	}
}
出力
{50, 30, 40}

22.17 条件を満たす要素の削除（.remove_if() 方式）

  • .remove_if(条件を記述した関数) で、条件を満たす要素を削除します
    • イテレータ方式よりも簡潔に書けます
  • 「条件を記述した関数」は、要素を引数（値渡しまたは const 参照渡し）で受け取り bool を返す関数オブジェクトです
    • 関数やラムダ式を使います

# include <Siv3D.hpp>

void Main()
{
	{
		Array<int32> v = { 11, 22, 33, 44, 55 };

		// 偶数の要素を削除する
		v.remove_if(IsEven);

		Print << v;
	}

	{
		Array<int32> v = { 10, 50, 30, 20, 40 };

		// 30 未満の要素を削除する
		v.remove_if([](int32 x) { return x < 30; });

		Print << v;
	}

	while (System::Update())
	{

	}
}
出力
{11, 33, 55}
{50, 30, 40}

22.18 配列のソート

  • .sort() で配列を昇順にソートします
  • .rsort() で配列を降順にソートします

# include <Siv3D.hpp>

void Main()
{
	{
		Array<int32> v = { 10, 50, 30, 20, 40 };

		v.sort();
		Print << v;
	}

	{
		Array<String> v = { U"Bird", U"Dog", U"Apple", U"Cat" };

		v.rsort();
		Print << v;
	}

	while (System::Update())
	{

	}
}
出力
{10, 20, 30, 40, 50}
{Dog, Cat, Bird, Apple}

22.19 配列の逆順

  • .reverse() で配列を逆順にします

# include <Siv3D.hpp>

void Main()
{
	Array<int32> v = { 10, 50, 30, 20, 40 };

	v.reverse();
	Print << v;

	while (System::Update())
	{

	}
}
出力
{40, 20, 30, 50, 10}

22.20 配列の要素のシャッフル

  • .shuffle() で配列の要素をシャッフルします

# include <Siv3D.hpp>

void Main()
{
	Array<int32> v = { 1, 2, 3, 4, 5, 6 };

	v.shuffle();
	Print << v;

	while (System::Update())
	{

	}
}
出力例
{4, 6, 2, 1, 5, 3}

22.21 配列の要素の合計

  • .sum() で配列の要素の合計を計算します

# include <Siv3D.hpp>

void Main()
{
	Array<int32> v = { 10, 50, 30, 20, 40 };

	Print << v.sum();

	while (System::Update())
	{

	}
}
出力
150

22.22 すべての要素に同じ値を代入

  • .fill(値) で、すべての要素に同じ値を代入します

# include <Siv3D.hpp>

void Main()
{
	Array<int32> v = { 10, 50, 30, 20, 40 };

	v.fill(100);
	Print << v;

	while (System::Update())
	{

	}
}
出力
{100, 100, 100, 100, 100}

22.23 すべての要素に関数を適用した結果の取得

  • .map(関数) で、すべての要素に関数を適用した結果の配列を得ます
  • 関数は、要素を引数にとり、変換後の要素を返す関数オブジェクトです

# include <Siv3D.hpp>

void Main()
{
	Array<int32> v1 = { 10, 50, 30, 20, 40 };

	Array<double> v2 = v1.map([](int32 x) { return (x * 1.01); });

	Print << v2;

	while (System::Update())
	{

	}
}
出力
{10.1, 50.5, 30.3, 20.2, 40.4}