C++ の連想配列クラス map は、Python のディクショナリーや Perl のハッシュと似た機能を持ち、キーと値を 1 セットとしてデータを保存することができる。ただし、ディクショナリーとハッシュとの違いとして、map は 2 分木とよばれるツリー構造で管理され、キーと値のほかに、枝分かれの情報も保持している。そのため、map は各要素のキーと値の他に、順序関係も保持している。

map クラスの基本的な使い方

map クラスの宣言は、std::map<std::string, int> のようにして、キーと値の型を指定して宣言する。一度作成した map クラスの変数は、[] を使って、キーと値を格納できる。

#include <stdio.h>
#include <iostream>
#include <string>
#include <map>

int main(void) {
    std::map<std::string, int> seqLen;

    seqLen["CGAGT"] = 5;
    seqLen["TT"] = 2;
    seqLen["CGATCGTGTC"] = 10;

    std::cout << seqLen["TT"] << std::endl;
    // 2
    
    return 0;
}

for 文を利用して、すべてのキーと値を取得することもできる。for 文でイテレーターを繰り返すとき、イテレーターの型も指定する必要がある。ただし、C++11 以上を利用しているならば、イテレーターの型を明確に指定の代わりに auto とすると、型が自動的に指定される。

#include <stdio.h>
#include <iostream>
#include <string>
#include <map>

int main(void) {
    std::map<std::string, int> seqLen;

    seqLen["CGAGT"] = 5;
    seqLen["TT"] = 2;
    seqLen["CGATCGTGTC"] = 10;

    for (std::map<std::string, int>::iterator i = seqLen.begin(); i != seqLen.end(); ++i) {
        std::cout << i->first << " => " << i->second << std::endl;
    }
    // CGAGT => 5
    // CGATCGTGTC => 10
    // TT => 2

    // for C++11
    for (auto i = seqLen.begin(); i != seqLen.end(); ++i) {
        std::cout << i->first << " => " << i->second << std::endl;
    }
    // CGAGT => 5
    // CGATCGTGTC => 10
    // TT => 2

    
    return 0;
}

キーの検索

キーの検索は、find 関数を利用する。

#include <stdio.h>
#include <iostream>
#include <string>
#include <map>

int main(void) {
    std::map<std::string, int> seqLen;

    seqLen["CGAGT"] = 5;
    seqLen["TT"] = 2;
    seqLen["CGATCGTGTC"] = 10;

    std::map<std::string, int>::iterator  itr = seqLen.find("AA");
    //auto itr = seqLen.find("AA");
    
    if (itr != seqLen.end()) {
        std::cout << "found key." << std::endl;
    } else {
        std::cout << "key not flound." << std::endl;
    }
    
    return 0;
}

キーの削除

キーの削除は、erase 関数を利用する。

#include <stdio.h>
#include <iostream>
#include <string>
#include <map>

int main(void) {
    std::map<std::string, int> seqLen;

    seqLen["CGAGT"] = 5;
    seqLen["TT"] = 2;
    seqLen["CGATCGTGTC"] = 10;

    std::map<std::string, int>::iterator  itr = seqLen.find("TT");
    //auto itr = seqLen.find("TT");
    if (itr != seqLen.end()) {
        seqLen.erase(itr);
    }
    
    return 0;
}

map クラスのメンバー関数

map クラスのメンバー関数は、ほかに size、empty、clear などがある。それぞれ、size は map クラスのオブジェクトの要素数を調べ関数である。emtpy はオブジェクトが空かどうかを調べる関数であり、空であれば true を返し、そうでなければ false を返す。また、clear はオブジェクトの全要素を削除する関数である。

#include <stdio.h>
#include <iostream>
#include <string>
#include <map>

int main(void) {
    std::map<std::string, int> seqLen;

    seqLen["CGAGT"] = 5;
    seqLen["TT"] = 2;
    seqLen["CGATCGTGTC"] = 10;

    std::cout << seqLen.size() << std::endl;
    // 3
    std::cout << seqLen.empty() << std::endl;
    // 0
    
    seqLen.clear();

    std::cout << seqLen.size() << std::endl;
    // 0
    std::cout << seqLen.empty() << std::endl;
    // 1

    return 0;
}

map クラスのコピー

map クラスをコピーする場合は、次のようにコピーコンストラクタを利用する。このとき、コピーで作成した map クラスのデータを書き換えても、コピー元には影響しない。

#include <stdio.h>
#include <iostream>
#include <string>
#include <map>

int main(void) {
    // create seqLen
    std::map<std::string, int> seqLen;
    seqLen["CGAGT"] = 5;
    seqLen["TT"] = 2;
    seqLen["CGATCGTGTC"] = 10;

    // copy seqLen to dnaSeqLen
    std::map<std::string, int> dnaSeqLen(seqLen);
    dnaSeqLen["TT"] = 0;


    std::cout << seqLen["TT"] << std::endl;
    // 2
    std::cout << dnaSeqLen["TT"] << std::endl;
    // 0
    
    return 0;
}