BoostでC++0xのライブラリ「TR1」を先取りしよう (1)

arrayとshared_ptr/weak_ptr

C++の新しい規格「C++0x」に追加予定のライブラリ群「TR1」の概要を、Boost版を使って解説します（Visual Studio 2008にも追加パッケージとして供給される予定）。第1回は、arrayとshared_ptr/weak_ptrについて。

はじめに

　C++の新しい規格「C++0x」では、言語とライブラリの両面から便利な機能が追加されます。「TR1」（Technical Report 1）はC++0xのライブラリ部で、標準C++に新たに追加されるライブラリの多くはBoostの中から選ばれたものです。2008年春にリリースが予定されているVisual Studio 2008にも追加パッケージとして供給されるとの情報を得ています。

　TR1に収録されたクラス/関数の中からいくつかをピックアップし、その概要と使い方を予習しておきましょう。

前準備 - Boostのインストール

　Boostのインストールは開発環境がVisual Studio 2005であれば、いとも簡単です。Boost consulting - Free Downloadsにあるインストーラをダウンロード/実行するだけで、必要なヘッダ、ライブラリおよびドキュメントがインストールされます。

　インストールが完了したらVisual Studio 2005のオプションを変更し、Boostのインクルード/ライブラリパスを設定しておきましょう。

インクルード・パス

ライブラリ・パス

std::tr1::array - 固定長配列

　まずは簡単なものから。

　プログラム中でしょっちゅうお世話になる配列です。いつも使ってる配列int data[5]のたぐいをクラスとして提供するものです。

配列を使った簡単なサンプル

#include <iostream>
#include <algorithm>
#include <iterator>

using namespace std;

int main() {
  const size_t N = 5;
  int arr[N] = {1,2,3,4,5};
  // 配列の要素をプリントする
  copy(arr, arr+N, ostream_iterator<int>(cout," "));
  cout << endl;
}

　配列に対し標準C++の<algorithm>を適用するとき、適用範囲すなわちイテレータの組として配列の先頭と末尾、この例ではarrとarr+Nを与えます。標準C++ライブラリのコンテナであれば、

std::vectorだと…

vector<int> ivec;
…
// 配列の要素をプリントする
copy(ivec.begin(), ivec.end(), ostream_iterator<int>(cout," "));

　のように、イテレータを返すメンバbegin()/end()が使えます。固定長配列arrayは標準C++ライブラリのコンテナと同様のメンバを持ちながら、その実体はビルトイン配列という一風変わったクラスです。

boost::arrayだと...

#include <iostream>
#include <algorithm>
#include <iterator>
#include <boost/tr1/array.hpp> // std::tr1::array<T,N>

using namespace std;

int main() {
  // template引数には要素の型と要素数を指定する
  tr1::array<int,5> arr = {{1,2,3,4,5}}; // {{ と }} で囲むべし
  copy(arr.begin(), arr.end(), ostream_iterator<int>(cout," "));
}

　std::tr1::array<T,N>のtemplate引数T,Nにはそれぞれ要素の型と要素数を指定します。各要素の初期化が必要なら要素並びを{{と}}で囲ってください。

　std::tr1::array<T,N>の主要な関数群を以下に示します。

• size()
要素数Nを返します。
• operator[](n), at(n)
n番目の要素。at(n)は範囲外（n >= N）のときstd::range_error例外をthrowします。
• front(), back()
それぞれ先頭要素/末尾要素を返します。
• begin(), end()
それぞれ先頭/末尾のイテレータを返します。
• rbegin(), rend()
それぞれ先頭/末尾の逆順イテレータを返します。
逆順にプリント

tr1::array<int,5> arr = {{1,2,3,4,5}};
copy(arr.rbegin(), arr.rend(), ostream_iterator<int>(cout," "));

• swap(other)
array<T,N> otherとの間で各要素を交換します。
xとyを丸ごと交換

tr1::array<int,5> x;
tr1::array<int,5> y;
x.swap(y);

• assign(value)
全要素にvalueを代入します。
全要素を-1に初期化

tr1::array<int,5> x;
x.assign(-1);

• ==, !=, <, <=, >, >=
ふたつのarray<T,N>を比較します。大小関係は辞書順（lexicographical）に基づきます。