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C++編で扱っている C++ は 2003年に登場した C++03 という、とても古いバージョンのものです。C++ はその後、C++11 -> C++14 -> C++17 -> C++20 -> C++23 と更新されています。
なかでも C++11 での更新は非常に大きなものであり、これから C++ の学習を始めるのなら、C++11 よりも古いバージョンを対象にするべきではありません。特に事情がないなら、新しい C++ を学んでください。 当サイトでは、C++14 をベースにした新C++編を作成中です。
この章の概要です。
イテレータアダプタ（反復子アダプタ）と呼ばれる機能を使うと、イテレータの挙動を変更できます。
イテレータアダプタには、逆イテレータ（逆反復子）、挿入イテレータ（挿入反復子、挿入子）、ストリームイテレータ（ストリーム反復子）があります。
本章では、逆イテレータと挿入イテレータについて解説します。ストリームイテレータについては、第３１章で解説します。
なお、イテレータアダプタを使用するには、<iterator> という標準ヘッダのインクルードが必要です。
逆イテレータ（逆反復子）は、イテレータを後方や前方に移動する操作を書き換えて、逆方向に移動させるようにするイテレータアダプタです。
STLコンテナ📘から通常のイテレータを取得する際に、begin や end というメンバ関数を使ったように、逆イテレータを取得するには、rbeginメンバ関数、rendメンバ関数を使います。これらの関数が返す型は、各STLコンテナで定義される reverse_iterator型や、const_reverse_iterator型です（たとえば、std::vector<int>::reverse_iterator）。
次のサンプルプログラムは、std::list を、逆イテレータを使って逆順にたどる例です。
#include <iostream>
#include <list>
#include <iterator>
int main()
{
typedef std::list<int> IntList;
const int table[] = { 0, 1, 2, 3, 4 };
IntList lst(table, table + 5);
IntList::const_reverse_iterator itEnd = lst.rend();
for (IntList::const_reverse_iterator it = lst.rbegin(); it != itEnd; ++it) {
std::cout << *it << std::endl;
}
}実行結果：
4
3
2
1
0逆イテレータにとっての「先頭」は、対象のコンテナの末尾要素の１つ後ろであり、「末尾」は、対象のコンテナの先頭要素です。この仕様は、C++ の配列は、-1番目の位置を参照することを未定義の動作としていることに起因しています。
逆イテレータに対する ++演算子や +=演算子は、対象のコンテナの先頭の方へ移動し、–演算子や -=演算子は、対象のコンテナの末尾の方へ移動します。これは、std::advance関数（第１４章）でも同様です。
イテレータアダプタは、STLアルゴリズムと組み合わせられます。たとえば、上記のサンプルプログラムで、標準出力へ出力している部分を、std::for_each関数（第１８章）を使って書き換えると、次のようになります。
#include <iostream>
#include <list>
#include <iterator>
#include <algorithm>
namespace {
void Println(int elem)
{
std::cout << elem << std::endl;
}
}
int main()
{
typedef std::list<int> IntList;
const int table[] = { 0, 1, 2, 3, 4 };
IntList lst(table, table + 5);
std::for_each(lst.rbegin(), lst.rend(), Println);
}実行結果：
4
3
2
1
0reverse_iteartor や const_reverse_iterator のコンストラクタは、iterator や const_iterator を受け取ることができるようになっており、同じ要素を指す逆イテレータを生成できます。
#include <iostream>
#include <vector>
#include <iterator>
#include <algorithm>
namespace {
void Println(int elem)
{
std::cout << elem << std::endl;
}
}
int main()
{
typedef std::vector<int> IntVector;
const int table[] = { 0, 1, 2, 3, 4 };
IntVector lst(table, table + 5);
IntVector::const_iterator it = lst.begin();
IntVector::const_iterator itEnd = lst.end();
IntVector::const_reverse_iterator rit(itEnd);
IntVector::const_reverse_iterator ritEnd(it);
std::for_each(rit, ritEnd, Println);
}実行結果：
4
3
2
1
0逆イテレータをイテレータに変換するには、逆イテレータが持つ baseメンバ関数を呼び出します。
#include <iostream>
#include <vector>
#include <iterator>
#include <algorithm>
namespace {
void Println(int elem)
{
std::cout << elem << std::endl;
}
}
int main()
{
typedef std::vector<int> IntVector;
const int table[] = { 0, 1, 2, 3, 4 };
IntVector lst(table, table + 5);
IntVector::const_reverse_iterator rit = lst.rbegin();
IntVector::const_reverse_iterator ritEnd = lst.rend();
IntVector::const_iterator it = ritEnd.base();
IntVector::const_iterator itEnd = rit.base();
std::for_each(it, itEnd, Println);
}実行結果：
0
1
2
3
4
挿入イテレータ（挿入反復子、挿入子）は、イテレータを通じておこなう代入操作を、 値の上書きではなく、挿入に変換するイテレータアダプタです。
たとえば、copy関数（第２０章）を使うとき、範囲の指定に、通常のイテレータを使う場合には、コピー先に十分な領域があることを保証しなければなりません。これは、各要素のコピー操作が、値の上書きによって実現されているため、そもそもコピー先に領域が無ければ成り立たないためです。
挿入イテレータを使うと、各要素のコピー操作が、挿入によって実現されるようになるため、コピー先に自動的に要素が作られていきます。この実例は、「末尾挿入イテレータ」の項で取り上げます。
挿入イテレータには、値を挿入する位置に応じて、以下の３つの種類があります。
末尾挿入イテレータ（末尾挿入反復子）は、対象のコンテナの末尾に要素を挿入します。以下のサンプルプログラムは、copy関数を使って、挿入をおこなう例です。
#include <iostream>
#include <vector>
#include <iterator>
#include <algorithm>
namespace {
void Println(int elem)
{
std::cout << elem << std::endl;
}
}
int main()
{
std::vector<int> v;
v.push_back(0);
v.push_back(1);
v.push_back(2);
std::vector<int> v2;
std::copy(v.begin(), v.end(), std::back_inserter(v2));
std::for_each(v2.begin(), v2.end(), Println);
}実行結果：
0
1
2std::back_inserter関数は、末尾挿入イテレータを生成する関数です。引数に指定したイテレータが指すコンテナに対応した末尾挿入イテレータを生成して返します。末尾挿入イテレータは、次のようにも生成できます。
std::back_insert_iterator<std::vector<int> > it(v2);std::back_insert_iterator は、末尾挿入イテレータを実現するクラステンプレート📘で、std::back_inserter関数の戻り値も、この型です。テンプレート仮引数に指定する型は、対象のコンテナの型なので、まともに書くと上記のように長くなってしまい面倒です。普通は、std::back_inserter関数を使った方が簡単でしょう。
末尾挿入イテレータを通じておこなう代入処理は、対象コンテナの push_backメンバ関数の呼び出しに変換されます。そのため、push_backメンバ関数を持たない相手には使用できません。
先頭挿入イテレータ（先頭挿入反復子）は、対象のコンテナの先頭に要素を挿入します。
先頭に挿入するので、以下のように copy関数に使用した場合、結果は逆順になります。
#include <iostream>
#include <deque>
#include <iterator>
#include <algorithm>
namespace {
void Println(int elem)
{
std::cout << elem << std::endl;
}
}
int main()
{
std::deque<int> d;
d.push_back(0);
d.push_back(1);
d.push_back(2);
std::deque<int> d2;
std::copy(d.begin(), d.end(), std::front_inserter(d2));
std::for_each(d2.begin(), d2.end(), Println);
}実行結果：
2
1
0std::front_inserter関数は、先頭挿入イテレータを生成する関数です。引数に指定したイテレータが指すコンテナに対応した先頭挿入イテレータを生成して返します。先頭挿入イテレータは、次のようにも生成できます。
std::front_insert_iterator<std::deque<int> > it(d2);std::front_insert_iterator は、先頭挿入イテレータを実現するクラステンプレートで、std::front_inserter関数の戻り値も、この型です。
先頭挿入イテレータを通じておこなう代入処理は、対象コンテナの push_frontメンバ関数の呼び出しに変換されます。そのため、push_frontメンバ関数を持たない相手には使用できません。
汎用挿入イテレータ（汎用挿入反復子）は、対象のコンテナの指定した位置に要素を挿入します。そのため、末尾挿入イテレータや先頭挿入イテレータと違い、生成時に位置の指定も必要になります。
#include <iostream>
#include <list>
#include <vector>
#include <iterator>
#include <algorithm>
namespace {
void Println(int elem)
{
std::cout << elem << std::endl;
}
}
int main()
{
std::list<int> lst;
lst.push_back(0);
lst.push_back(1);
lst.push_back(2);
std::vector<int> v;
v.push_back(9);
v.push_back(9);
v.push_back(9);
std::copy(lst.begin(), lst.end(), std::inserter(v, v.begin() + 1));
std::for_each(v.begin(), v.end(), Println);
}実行結果：
9
0
1
2
9
9std::inserter関数は、汎用挿入イテレータを生成する関数です。引数に指定したイテレータが指すコンテナの、指定位置に対応した汎用挿入イテレータを生成して返します。汎用挿入イテレータは、次のようにも生成できます。
std::insert_iterator<std::vector<int> > it(v, v.begin());std::insert_iterator は、汎用挿入イテレータを実現するクラステンプレートで、 std::inserter関数の戻り値も、この型です。
汎用挿入イテレータを通じておこなう代入処理は、対象コンテナの insertメンバ関数の呼び出しに変換されます。そのため、insertメンバ関数を持たない相手には使用できません（すべての STLコンテナは insertメンバ関数を持っています。第４章）。
問題① 逆イテレータを使って、通常と逆順のソートが行えることを確認してください。
問題② std::string に対して末尾挿入イテレータを使って、文字を末尾へコピーするプログラムを作成してください。
問題③ 問題②を改造して、文字を大文字に変換しながらコピーするようにしてください。
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