【C++】挿入イテレータ (back_inserter 等) の使い方 | コンテナに要素を追加する

2025年9月1日

はじめに

C++のstd::copyのようなアルゴリズムは、通常、既にある範囲の要素を上書きします。そのため、結果を格納する先のコンテナは、あらかじめ十分な大きさで確保されている必要がありました。

この問題を解決するのが「挿入イテレータ」です。挿入イテレータは、通常の代入操作 (*it = value;) を、実際にはコンテナのメンバ関数（.push_back()など）の呼び出しに変換します。これにより、出力先のコンテナのサイズを気にすることなく、アルゴリズムの結果を動的に追加していくことができます。

この記事では、<iterator>ヘッダーで提供される、3種類の主要な挿入イテレータを解説します。

std::back_inserter: コンテナの末尾に追加する (.push_back())。
std::front_inserter: コンテナの先頭に追加する (.push_front())。
std::inserter: コンテナの指定した位置に追加する (.insert())。

挿入イテレータのサンプルコード

このコードは、sourceベクターから偶数の要素だけを、3種類の挿入イテレータを使って、それぞれlistコンテナにコピーします。

完成コード

#include <iostream>
#include <vector>
#include <list>
#include <iterator>  // back_inserter, front_inserter, inserter
#include <algorithm> // copy_if

using namespace std;

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

int main() {
    vector<int> source = {1, 2, 3, 4, 5, 6};
    auto is_even = [](int n){ return n % 2 == 0; }; // 条件（偶数）

    // --- 1. back_inserter: 末尾に追加 ---
    list<int> dest1;
    copy_if(source.begin(), source.end(), back_inserter(dest1), is_even);
    print_list("back_inserter (末尾追加)", dest1);

    // --- 2. front_inserter: 先頭に追加 ---
    list<int> dest2;
    copy_if(source.begin(), source.end(), front_inserter(dest2), is_even);
    print_list("front_inserter (先頭追加)", dest2);

    // --- 3. inserter: 指定位置に追加 ---
    list<int> dest3 = {100, 200};
    copy_if(source.begin(), source.end(), inserter(dest3, next(dest3.begin())), is_even);
    print_list("inserter (中間追加)", dest3);
    
    return 0;
}

実行結果

back_inserter (末尾追加): 2 4 6 
front_inserter (先頭追加): 6 4 2 
inserter (中間追加): 100 2 4 6 200

各挿入イテレータの解説

1. `std::back_inserter`

動作: コンテナの .push_back() メンバ関数を呼び出します。
結果: sourceの偶数 2, 4, 6 が、dest1の末尾に順番に追加されていきます。
対応コンテナ: .push_back()を持つ全てのコンテナ（vector, deque, list, string）。

2. `std::front_inserter`

動作: コンテナの .push_front() メンバ関数を呼び出します。
結果: 2が先頭に追加され({2})、次に4が先頭に追加され({4, 2})、最後に6が先頭に追加される({6, 4, 2})ため、結果は逆順になります。
対応コンテナ: .push_front()を持つコンテナ（list, deque, forward_list）。

3. `std::inserter`

動作: inserter(コンテナ, 位置) のように、挿入を開始したい位置を示すイテレータを第2引数に取ります。コンテナの .insert(位置, 値) メンバ関数を呼び出します。
結果: dest3の先頭の次 (next(dest3.begin())、つまり200の前) の位置に、2, 4, 6 が順番に挿入されていきます。
対応コンテナ: .insert()を持つ全てのコンテナ。