auto と範囲for ― すっきり書く

導入

コンテナを1つずつ処理するとき、for (int i = 0; ...) は書くのが面倒でミスも起きがちです。モダンな C++ には「範囲for」と auto があり、ぐっと読みやすく書けます。

説明

auto は「型をコンパイラに推論させる」キーワードです。長い型名を書かずに済みます。範囲for for (要素 : コンテナ) は、先頭から末尾まで自動で回します。

#include <iostream>
#include <vector>
#include <string>
using namespace std;

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

    for (auto f : fruits) {      // auto が string に推論される
        cout << f << endl;
    }
    return 0;
}

ここで大事なのが「コピーか、参照か」です。for (auto f : v) は要素をコピーします。書き換えたいときや、大きな要素を効率よく回したいときは &（参照）を付けます。

flowchart TB
  a["for (auto x : v)<br/>コピー。元は変わらない"]
  b["for (auto&amp; x : v)<br/>参照。x への変更が元に反映"]
  c["for (const auto&amp; x : v)<br/>参照だが読み取り専用（推奨）"]
  a --- b --- c

#include <iostream>
#include <vector>
using namespace std;

int main() {
    vector<int> v = {1, 2, 3};

    for (auto& x : v) {    // 参照なので元の要素を書き換えられる
        x *= 10;
    }
    for (const auto& x : v) {  // 読み取りだけなら const auto& が効率的
        cout << x << " ";      // 10 20 30
    }
    cout << endl;
    return 0;
}

まとめ

読み取るだけなら for (const auto& x : v)、書き換えるなら for (auto& x : v) が基本形です。auto は便利ですが、コピーになる for (auto x : v) は大きな要素だと無駄が出る点を意識しましょう。