【C++】コンテナオブジェクトを構築（生成・初期化）する様々な方法

2025年9月2日

はじめに

C++の標準ライブラリが提供するコンテナ（vectorやmapなど）は、オブジェクト指向の基本に則り、オブジェクトを生成するためのコンストラクタを複数持っています。これにより、プログラマは状況に応じて最適な方法でコンテナを初期化できます。

この記事では、コンテナの種類を大きく3つのグループに分け、それぞれの代表的なオブジェクト構築方法を網羅的に解説します。

固定長配列 (std::array)
シーケンスコンテナ (std::vectorなど)
連想コンテナ (std::set, std::mapなど)

1. `std::array` の構築

std::array は、コンパイル時にサイズが決定される固定長の配列です。

サンプルコード

#include <iostream>
#include <array>

using namespace std;

// arrayの内容を表示するヘルパー関数
void print_array(const string& title, const array<int, 4>& arr) {
    cout << title << ": { ";
    for (int val : arr) {
        cout << val << " ";
    }
    cout << "}" << endl;
}

int main() {
    // (a) 値初期化なし (要素の値は不定)
    array<int, 4> a;

    // (b) 空の初期化子リスト (全要素が0で初期化)
    array<int, 4> b = {};

    // (c) 初期化子リストで初期化
    array<int, 4> c = {10, 20, 30, 40};
    
    // (d) コピーコンストラクタ
    array<int, 4> d = c;
    
    // (e) ムーブコンストラクタ
    array<int, 4> temp_e = c;
    array<int, 4> e = move(temp_e);

    print_array("a (初期化なし)", a);
    print_array("b (ゼロ初期化)", b);
    print_array("c (値で初期化)", c);
    print_array("d (コピー)", d);
    print_array("e (ムーブ)", e);

    return 0;
}

2. `std::vector` 等のシーケンスコンテナの構築

std::vector, std::list, std::deque などは、実行時にサイズが変動する動的な配列です。

サンプルコード

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

using namespace std;

// vectorの内容を表示するヘルパー関数
void print_vector(const string& title, const vector<double>& vec) {
    cout << title << ": { ";
    for (double val : vec) {
        cout << val << " ";
    }
    cout << "}" << endl;
}

int main() {
    // (a) 空のコンテナ
    vector<double> a;
    
    // (b) サイズを指定 (要素は0.0で値初期化)
    vector<double> b(3);

    // (c) サイズと初期値を指定
    vector<double> c(4, 9.9);

    // (d) 初期化子リストで初期化
    vector<double> d = {1.1, 2.2, 3.3};

    // (e) コピーコンストラクタ
    vector<double> e = c;

    // (f) ムーブコンストラクタ
    vector<double> temp_f = d;
    vector<double> f = move(temp_f);
    
    // (g) 他のコンテナの範囲から初期化
    vector<double> g(c.begin(), c.end());
    
    print_vector("a (空)", a);
    print_vector("b (サイズ指定)", b);
    print_vector("c (サイズと値)", c);
    print_vector("d (リスト初期化)", d);
    print_vector("e (コピー)", e);
    print_vector("f (ムーブ)", f);
    print_vector("g (範囲から)", g);

    return 0;
}

3. `std::set` 等の連想コンテナの構築

std::set, std::map などは、キーに基づいて要素が自動的にソートされるコンテナです。

サンプルコード

#include <iostream>
#include <set>
#include <string>

using namespace std;

// setの内容を表示するヘルパー関数
void print_set(const string& title, const set<char>& s) {
    cout << title << ": { ";
    for (char val : s) {
        cout << val << " ";
    }
    cout << "}" << endl;
}

int main() {
    // (a) 空のコンテナ
    set<char> a;

    // (b) 初期化子リストで初期化 (自動でソートされ、重複は除去される)
    set<char> b = {'Z', 'X', 'Y', 'Z'};
    
    // (c) コピーコンストラクタ
    set<char> c = b;

    // (d) ムーブコンストラクタ
    set<char> temp_d = b;
    set<char> d = move(temp_d);
    
    // (e) 他のコンテナの範囲から初期化
    string source_str = "hello";
    set<char> e(source_str.begin(), source_str.end());

    print_set("a (空)", a);
    print_set("b (リスト初期化)", b);
    print_set("c (コピー)", c);
    print_set("d (ムーブ)", d);
    print_set("e (範囲から)", e);
    
    return 0;
}

まとめ

今回は、C++の各種コンテナを構築（生成・初期化）するための様々なコンストラクタのパターンを解説しました。

初期化方法	`array`	`vector`	`set`/`map`
デフォルト（空）	△ (値不定)	◎	◎
サイズ指定	(テンプレート引数)	◎	☓
サイズと値で指定	☓	◎	☓
初期化子リスト `{...}`	◎	◎	◎
コピー/ムーブ	◎	◎	◎
範囲から	☓	◎	◎