【C++】コンテナの全要素に同じ処理を適用する std::for_each の使い方

2025年9月1日

はじめに

C++で、「vectorに格納された全ての数値に10を足したい」「全ての文字列を画面に表示したい」といったように、コンテナの全要素に対して、同じ操作を一律に適用したい場面は非常に多くあります。

この記事では、この目的を達成するための2つの主要な方法を解説します。

範囲for文 (range-based for loop): C++11で導入された、最もシンプルで推奨される方法。
std::for_each: <algorithm>ヘッダーで提供される、伝統的なアルゴリズム関数。

1. 範囲`for`文 (C++11以降、推奨)

範囲for文は、コンテナの全要素をループ処理するための、最も簡潔で読みやすい構文です。

サンプルコード

#include <iostream>
#include <vector>
#include <string>

using namespace std;

int main() {
    vector<string> items = {"りんご", "みかん", "ぶどう"};

    // 範囲for文で、各要素の末尾に「さん」を付ける
    for (string& item : items) {
        item += "さん";
    }
    
    // 結果の表示
    for (const string& item : items) {
        cout << item << endl;
    }

    return 0;
}

解説:

for (string& item : items): itemsコンテナの各要素が、ループごとにitemという変数に参照として渡されます。string& のように & を付けて参照にすることで、ループ内で item を変更すると、元のコンテナ items の要素が直接書き換えられます。

2. `std::for_each` アルゴリズム

for_eachは、指定された範囲の各要素に対して、引数で渡された関数（またはラムダ式）を一度ずつ適用します。

サンプルコード

#include <iostream>
#include <vector>
#include <algorithm> // for_each

using namespace std;

int main() {
    vector<int> numbers = {10, 20, 30};

    // for_eachとラムダ式を使って、各要素を2倍にする
    for_each(numbers.begin(), numbers.end(), [](int& n){
        n *= 2;
    });

    // 結果の表示
    for (int n : numbers) {
        cout << n << " ";
    }
    cout << endl;

    return 0;
}

解説

for_each(範囲の開始, 範囲の終了, 適用する処理);

第1, 2引数: 処理を適用したい要素の範囲をイテレータで指定します。
第3引数: 各要素に適用する処理を、関数やラムダ式で渡します。
- [](int& n){ n *= 2; }: このラムダ式は、「int型の参照 n を受け取り、その値を2倍にする」という処理を定義しています。引数を int& のように参照にすることで、元の numbers コンテナの要素を直接変更できます。

どちらを使うべきか？

可読性とシンプルさ: 範囲for文の方が、構文がより直感的で読みやすいため、ほとんどの場合で推奨されます。
既存の関数を使いたい場合: 処理内容が既に別の関数として定義されている場合、for_each の第3引数にその関数名を渡すことで、簡潔に記述できることがあります。
並列処理: C++17以降では、for_each に実行ポリシー（例: std::execution::par）を渡すことで、処理を並列化できる場合があります。

結論として、単純なループ処理では、まず範囲for文を検討するのがベストプラクティスです。