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トップページ – Modern C++編 C++編](../../index.html) – 第９章
問題① std::end関数が、末尾要素の「１つ後ろ」を指すイテレータを返すのはなぜでしょうか？
コンテナの要素を順番に参照していくループを作る際に、終了判定が単純になることが挙げられます。つまり、要素を参照するイテレータと、末尾要素の１つ後ろを指すイテレータが一致するまで繰り返せばよいということになります。
もし、std::end関数が、末尾要素を指すイテレータを返すとしたら（そして、それ以外に適当な関数がないとしたら）、末尾要素を飛び越えたときにループを終わらせるような終了判定が必要になり、厄介なコードになってしまいます。
この発想は、配列の要素を for文で順次参照するとき、末尾要素の１つ後ろを意味する添字を使うことと同じです。
また、コンテナが空のときにも、特別扱いする必要がないという点も注目に値します。コンテナが空のときには、std::begin関数と std::end関数は同じイテレータを返すので、「!=」を終了条件に使うループは、つねに正しく動作します。
問題② std::distance関数はどのように実装されているか、想像して自作してみてください。
本編で解説しているとおり、std::distance関数は、ランダムアクセスイテレータの場合と、それ以外の場合とで処理が異なります。そのため、イテレータタグを使って実装関数を切り替える仕組みで実装します。
namespace mystd {
// ランダムアクセスイテレータの場合
template <class InputIt>
typename std::iterator_traits<InputIt>::difference_type distance_impl(InputIt first, InputIt last, random_access_iterator_tag)
{
return last - first;
}
// 入力イテレータの場合
template <class InputIt>
typename std::iterator_traits<InputIt>::difference_type distance_impl(InputIt first, InputIt last, input_iterator_tag)
{
std::iterator_traits<InputIt>::difference_type n = 0;
while (first != last) {
++n;
++first;
}
return n;
}
template <class InputIt>
typename std::iterator_traits<InputIt>::difference_type distance(InputIt first, InputIt last)
{
return distance_impl(first, last, std::iterator_traits<InputIt>::iterator_category());
}
}ランダムアクセスイテレータの場合は、last - first で距離を算出します。それ以外のカテゴリのイテレータの場合（std::distance関数の最低要件は入力イテレータです）は、first から last までインクリメントを繰り返しながら、距離をカウントします。
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