[C++] イテレータ with ループカウンタ

2014年5月30日金曜日

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　イテレータで反復処理を行うとき、ループカウンタとりたい時ってあるじゃないですか。vectorならイテレータ同士の引き算で位置が求まりますが、なんかアレな気がしないですか。しないですか。そうですか。でもランダムアクセスイテレータだったらdistance使わなきゃないじゃないですか。いいですか。そうですか。もういっその事別にループカウンタ用の変数置けばいいじゃないですか。でもこれってなんか負けた感じがするんですよね…
　ということで今回は反復しつつカウンタの値も取るコードを書いてみました。

とりあえず

int i = 0;
for(std::vector<int>::iterator it = vec.begin(); it != vec.end(); ++it)
{
    hoge(i);
    i++;
}

で問題なさそうならこれでいいと思います！

両方とりたいアナタに

　以下にコードを貼ります。

	#include <iostream>
	#include <vector>
	/* -- ここから -- */
	template<typename T, typename C = int>
	class Element
	{
	template<typename S>
	friend class Iterator;
	private:
	inline void set(const C i, T &v)
	{
	index = i;
	value = v;
	}
	public:
	C index;
	T &value;
	inline Element(const C idx, T &val) : index(idx), value(val) { }
	};
	template<typename T>
	class Iterator
	{
	typedef typename T::iterator iter_type;
	typedef Element<typename T::value_type> elem_type;
	private:
	int index;
	iter_type iterator;
	elem_type elem;
	public:
	inline Iterator(iter_type it) : index(0), iterator(it), elem(0, *it) { }
	inline bool operator!=(const Iterator<T> &it) const { return iterator != it.iterator; }
	inline elem_type &operator*() { return elem; }
	inline elem_type *operator->() { return &(operator*());}
	inline const Iterator &operator++()
	{
	elem.set(++index, *(++iterator));
	return *this;
	}
	};
	template<typename T>
	class WithIndex
	{
	public:
	typedef Iterator<T> iterator;
	private:
	T &iterable;
	public:
	inline WithIndex(T &iterable) : iterable(iterable) { }
	inline Iterator<T> begin() const { return Iterator<T>(iterable.begin()); }
	inline Iterator<T> end() const { return Iterator<T>(iterable.end()); }
	};
	template<typename T>
	inline WithIndex<T> withIndex(T &iterable) { return WithIndex<T>(iterable); }
	/* -- ここまで -- */
	int main(int argc, const char * argv[])
	{
	std::vector<int> iv = { 2, 4, 6, 8, 10 };
	for(auto &e : withIndex(iv)) // インデックスも取る!
	{
	std::cout << e.index << ": " << e.value << std::endl;
	}
	return 0;
	}

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　こんな感じ。main関数内はC++11な機能を使ってますが、WithIndexクラス自体はC++03でもコンパイルできます(できるはずです)。range-based forとの相性がよさそうです。普通のforを使う場合は、

typedef WithIndex<std::vector<int> > VectorWithIndex;
VectorWithIndex vi = withIndex(iv);
for(VectorWithIndex::iterator it = vi.begin(); it != vi.end(); ++it)
{
    std::cout << it->index << ": " << it->value << std::endl;
}

　こんな感じで。うーん、autoがないとちょっと使いづらい。いや、かなり使いづらい。

ちょっとした説明

　コード自体はScalaのzipWithIndexを真似てます。こういうシチュエーションってよくあると思うので、ググればきっとたくさんヒットすることでしょう。
　イテレータのindexにループカウンタの値が、valueに実際のイテレータの値が代入されます。range-based forならアロー演算子が使われないのでシンプルなコードになるんですが、C++11より前のC++ではイテレータに入っている値を取り出す際にアロー演算子を使うことが多いかと思います。アロー演算子はポインタを返さなければならないため、一度Elementクラスを変数として書き出しています。ちょっとかっこ悪いしなんだかパフォーマンス落ちてそう。
　range-based forがとても便利です。beginとendがそれぞれ先頭のイテレータ、末尾のイテレータを返す実装になっていれば利用可能です。autoも使えば反復処理がこんなに簡単に！