C++ の std::swap と std::array を使ったコードでコンパイルエラーが発生する理由

2024-07-27

原因

この問題が発生する理由は、std::swap 関数はデフォルトではテンプレート化されていないためです。テンプレート化されていない std::swap 関数は、基本型やポインタなどの単純なデータ型に対してのみ使用できます。

std::array 型はコンテナ型であり、テンプレート化された型です。そのため、std::swap 関数を std::array 型のオブジェクトに対して使用するには、テンプレートパラメータとして std::array 型を指定する必要があります。

解決策

この問題を解決するには、以下の方法があります。

  1. テンプレートパラメータとして std::array 型を指定する
#include <array>

int main() {
  std::array<int, 3> arr1 = {1, 2, 3};
  std::array<int, 3> arr2 = {4, 5, 6};

  std::swap<std::array<int, 3>>(arr1, arr2);

  // ...

  return 0;
}
  1. std::swap_ranges 関数を使用する

std::swap_ranges 関数は、コンテナ内の要素を範囲で交換するために使用できます。

#include <algorithm>
#include <array>

int main() {
  std::array<int, 3> arr1 = {1, 2, 3};
  std::array<int, 3> arr2 = {4, 5, 6};

  std::swap_ranges(arr1.begin(), arr1.end(), arr2.begin());

  // ...

  return 0;
}
  1. 独自の swap 関数を作成する

std::array 型のオブジェクトを交換するために、独自の swap 関数を作成することもできます。

#include <array>

template <typename T, size_t N>
void swap(std::array<T, N>& arr1, std::array<T, N>& arr2) {
  // 要素を個別に交換する処理
  for (size_t i = 0; i < N; ++i) {
    std::swap(arr1[i], arr2[i]);
  }
}

int main() {
  std::array<int, 3> arr1 = {1, 2, 3};
  std::array<int, 3> arr2 = {4, 5, 6};

  swap(arr1, arr2);

  // ...

  return 0;
}



#include <array>
#include <iostream>

int main() {
  std::array<int, 3> arr1 = {1, 2, 3};
  std::array<int, 3> arr2 = {4, 5, 6};

  // テンプレートパラメータとして `std::array` 型を指定する
  std::swap<std::array<int, 3>>(arr1, arr2);

  // 要素を出力する
  for (int i = 0; i < arr1.size(); ++i) {
    std::cout << arr1[i] << " ";
  }
  std::cout << std::endl;

  for (int i = 0; i < arr2.size(); ++i) {
    std::cout << arr2[i] << " ";
  }
  std::cout << std::endl;

  return 0;
}

このコードを実行すると、以下の出力が得られます。

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以下のコードは、std::swap_ranges 関数と独自の swap 関数を使用して std::array 型のオブジェクトを交換する方法を示しています。

#include <algorithm>
#include <array>
#include <iostream>

int main() {
  std::array<int, 3> arr1 = {1, 2, 3};
  std::array<int, 3> arr2 = {4, 5, 6};

  // `std::swap_ranges` 関数を使用する
  std::swap_ranges(arr1.begin(), arr1.end(), arr2.begin());

  // 要素を出力する
  for (int i = 0; i < arr1.size(); ++i) {
    std::cout << arr1[i] << " ";
  }
  std::cout << std::endl;

  for (int i = 0; i < arr2.size(); ++i) {
    std::cout << arr2[i] << " ";
  }
  std::cout << std::endl;

  return 0;
}

#include <array>
#include <iostream>

template <typename T, size_t N>
void swap(std::array<T, N>& arr1, std::array<T, N>& arr2) {
  // 要素を個別に交換する処理
  for (size_t i = 0; i < N; ++i) {
    std::swap(arr1[i], arr2[i]);
  }
}

int main() {
  std::array<int, 3> arr1 = {1, 2, 3};
  std::array<int, 3> arr2 = {4, 5, 6};

  // 独自の `swap` 関数を使用する
  swap(arr1, arr2);

  // 要素を出力する
  for (int i = 0; i < arr1.size(); ++i) {
    std::cout << arr1[i] << " ";
  }
  std::cout << std::endl;

  for (int i = 0; i < arr2.size(); ++i) {
    std::cout << arr2[i] << " ";
  }
  std::cout << std::endl;

  return 0;
}


std::move 関数を使用する

std::move 関数は、オブジェクトを別の場所に移動するために使用できます。std::move 関数を std::array 型のオブジェクトに対して使用すると、オブジェクトの所有権が移動されます。

#include <array>
#include <iostream>

int main() {
  std::array<int, 3> arr1 = {1, 2, 3};
  std::array<int, 3> arr2;

  // `std::move` 関数を使用して `arr1` の所有権を `arr2` に移動する
  arr2 = std::move(arr1);

  // `arr1` は空の配列になる
  for (int i = 0; i < arr1.size(); ++i) {
    std::cout << arr1[i] << " ";
  }
  std::cout << std::endl;

  // `arr2` には `arr1` の要素が格納される
  for (int i = 0; i < arr2.size(); ++i) {
    std::cout << arr2[i] << " ";
  }
  std::cout << std::endl;

  return 0;
}

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std::copy 関数は、要素をある範囲から別の範囲にコピーするために使用できます。std::copy 関数を std::array 型のオブジェクトに対して使用すると、オブジェクトの要素を別の配列にコピーできます。

#include <array>
#include <iostream>

int main() {
  std::array<int, 3> arr1 = {1, 2, 3};
  std::array<int, 3> arr2;

  // `std::copy` 関数を使用して `arr1` の要素を `arr2` にコピーする
  std::copy(arr1.begin(), arr1.end(), arr2.begin());

  // `arr1` と `arr2` は同じ要素を持つ
  for (int i = 0; i < arr1.size(); ++i) {
    std::cout << arr1[i] << " ";
  }
  std::cout << std::endl;

  for (int i = 0; i < arr2.size(); ++i) {
    std::cout << arr2[i] << " ";
  }
  std::cout << std::endl;

  return 0;
}

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手動で要素を交換する

std::swap 関数を使用せずに、手動で std::array 型のオブジェクトの要素を交換することもできます。

#include <array>
#include <iostream>

int main() {
  std::array<int, 3> arr1 = {1, 2, 3};
  std::array<int, 3> arr2 = {4, 5, 6};

  // 手動で要素を交換する
  for (size_t i = 0; i < arr1.size(); ++i) {
    int tmp = arr1[i];
    arr1[i] = arr2[i];
    arr2[i] = tmp;
  }

  // `arr1` と `arr2` の要素が交換される
  for (int i = 0; i < arr1.size(); ++i) {
    std::cout << arr1[i] << " ";
  }
  std::cout << std::endl;

  for (int i = 0; i < arr2.size(); ++i) {
    std::cout << arr2[i] << " ";
  }
  std::cout << std::endl;

  return 0;
}

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