C++ <array> at 関数

C++ 容器类 <array>C++ コンテナクラス <array>

array の要素にアクセスするすべての方法の中で、atは最も安全な方法です。なぜなら、境界チェックを提供するからです。。

atはコンテナクラスのメンバ関数であり、指定位置の要素を返します。同時に境界チェックを行います。インデックスが範囲外の場合は、std::out_of_range例外をスローします。

at安全な要素アクセスを実現し、実行時に範囲外エラーをキャッチして処理することができます。

単語の意味： at「...の位置」を意味し、指定された位置の要素を取得します。

基本構文とパラメータ

atはコンテナクラスのメンバ関数なので、まずコンテナオブジェクトを用意し、ドット演算子を介して.呼び出します。

構文形式

reference at(size_type pos);
const_reference at(size_type pos) const;

パラメータの説明

  • パラメータ： pos
    • 型：size_type（符号なし整数型、通常はsize_t）
    • 説明： アクセスする要素の位置（インデックス）。インデックスは0から始まり、最大有効インデックスはsize() - 1。

関数の説明

  • 戻り値： 指定位置の要素の参照。コンテナがconstコンテナの場合は、const参照を返します。
  • 効果： 指定位置の要素を返します。インデックスが有効範囲を超えた場合（pos >= size()）、std::out_of_range例外をスローします。
  • operator[] との違い： atは境界チェックを行いますが、operator[]は境界チェックを行いません（範囲外の動作は未定義です）。

例

簡単なものから複雑なものまでの一連の例を通して、atの使い方を徹底的にマスターしましょう。

例 1：基本の使い方 - 要素へのアクセス

例

#include <iostream>
#include <array>
#include <stdexcept>

int main() {
    // 1. array を作成して初期化する
    std::array<int, 5> numbers = {10, 20, 30, 40, 50};

    std::cout << "arrayのサイズは: " << numbers.size() << std::endl;

    // 2. at を使用して要素にアクセスする
    std::cout << "最初の要素 (at(0)): " << numbers.at(0) << std::endl;
    std::cout << "2番目の要素 (at(1)): " << numbers.at(1) << std::endl;
    std::cout << "3番目の要素 (at(2)): " << numbers.at(2) << std::endl;
    std::cout << "最後の要素 (at(4)): " << numbers.at(4) << std::endl;

    // 3. ループを使用してすべての要素にアクセスする
    std::cout << "すべての要素: ";
    for(size_t i = 0; i < numbers.size(); ++i) {
        std::cout << numbers.at(i) << " ";
    }
    std::cout << std::endl;

    return 0;
}

実行結果の予想:

array的大小是: 5
第一个元素 (at(0)): 10
第二个元素 (at(1)): 20
第三个元素 (at(2)): 30
最后一个元素 (at(4)): 50
所有元素: 10 20 30 40 50

コードの解説:

  1. numbers.at(0)最初の要素を返します10（インデックスは0から始まります）。
  2. numbers.at(4)最後の要素を返します50（size()は5なので、有効インデックスは0-4です）。
  3. ループとatを使用すると、すべての要素を安全に走査できます。

例 2：範囲外例外のキャッチ

atの主な利点は、例外をスローして範囲外エラーを処理できることです。

例

#include <iostream>
#include <array>
#include <stdexcept>

int main() {
    std::array<int, 3> numbers = {10, 20, 30};

    // 範囲外の位置へのアクセスを試みる
    try {
        std::cout << "at(10) へのアクセスを試みます..." << std::endl;
        int value = numbers.at(10); // これにより例外がスローされる
        std::cout << "値: " << value << std::endl;
    }
    catch(const std::out_of_range& e) {
        std::cout << "例外をキャッチしました: " << e.what() << std::endl;
    }

    // 正常なアクセス
    try {
        std::cout << "at(2) へのアクセス: " << numbers.at(2) << std::endl;
    }
    catch(const std::out_of_range& e) {
        std::cout << "例外をキャッチしました: " << e.what() << std::endl;
    }

    return 0;
}

実行結果の予想:

尝试访问 at(10)...
捕获到异常: array::at: __pos (which is 10) >= _Nm (which is 3)
访问 at(2): 30

コードの解説:

  • アクセスした場合、at(10)インデックスが範囲外のため、std::out_of_range例外がスローされました。
  • catch(const std::out_of_range& e)例外をキャッチし、e.what()例外の説明情報を返します。
  • 正常なインデックスアクセスでは例外はスローされません。

例 3：要素の値の変更

atは参照を返すため、要素の値の変更に使用できます。

例

#include <iostream>
#include <array>

int main() {
    std::array<int, 3> numbers = {10, 20, 30};

    std::cout << "変更前: ";
    for(size_t i = 0; i < numbers.size(); ++i) {
        std::cout << numbers.at(i) << " ";
    }
    std::cout << std::endl;

    // at() を使用して参照を取得し、要素を変更する
    numbers.at(0) = 100;
    numbers.at(1) = 200;
    numbers.at(2) = 300;

    std::cout << "変更後: ";
    for(size_t i = 0; i < numbers.size(); ++i) {
        std::cout << numbers.at(i) << " ";
    }
    std::cout << std::endl;

    return 0;
}

実行結果の予想:

修改前: 10 20 30
修改后: 100 200 300

コードの解説:

  • numbers.at(0) = 100;参照を通じて最初の要素の値を変更しました。
  • これは、at()が変更可能な左辺値参照を返すことを示しています。

C++ 容器类 <array>C++ コンテナクラス <array>

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