array vector 違いを徹底解説！中学生にもわかる使い分けガイド

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はじめに：arrayとvectorの基本を押さえよう

はじめに、arrayとvectorの違いを理解することは、プログラミングの基礎力を高める第一歩です。ここでは C++ の文脈をもとに、中学生にもわかるやさしい言葉で丁寧に解説します。
まず大切なのは「何が並ぶか」ではなく「どう並ぶか」です。
arrayは固定長のデータの並びであり、宣言時に長さを決め、後からその長さを変えることはできません。これがメモリの割り当てやアクセスの速さに直結します。
これに対して vector は動的な長さを持つ配列のようなものです。必要に応じて自動的に容量を増やして確保します。
この違いは、実際のプログラムの動作速度やメモリの使い方に直接影響します。
例えば、固定長のデータを大量に高速に読み出すだけの場面では array が適していますし、データの量が途中で不明な場合は vector の方が都合が良いことが多いのです。

動作とメモリの視点から見る違い

vector は内部で「容量(capacity)」と「長さ(size)」を別々に管理します。容量 は実際に確保されたメモリの量、長さ は現在入っている要素の数です。要素が不足すると再配置（リサイズ）を起こし、新しい大きさの領域に要素をコピーします。
このコピー作業は時に高価で、頻繁な挿入を繰り返すと想定より遅くなる可能性があります。
一方 array は、その場で決まった容量を前提としているため、こうした再配置のコストは発生しません。
ただし新しい要素を追加できる自由度は低く、容量を超える追加は別のデータ構造を選ぶ必要があります。

使い分けの実例と学習のコツ

実際のプログラムを書くときには、データの性質と目的に合わせて適切な方を選ぶことが大切です。固定長のデータが多く、上限を超えることがないと分かっている場合は array が安心です。逆に、データの個数が途中で増減する場面や、容量を柔軟に変えたい場面には vector が便利です。
中学生でも理解できるように、以下のポイントを覚えておくと迷いません。まず第一に「サイズをどう決めるか」、次に「アクセスの仕方をどう書くか」、そして「メモリの使い方をどうするか」です。
具体的な例として、ゲームの得点データを保存する場合を考えましょう。得点の数は試合ごとに変化します。
このとき array では長さを固定してしまうとデータを詰め込みきれなくなるかもしれません。一方 vector を使えば、試合ごとに得点を追加していくことが自然です。

able>項目arrayvector基本性質固定長のデータ列動的な長さを持つデータ列メモリ管理宣言時に決定、再割り当て不可容量を拡張して再割り当てが発生することがある挿入のコスト末尾挿入は通常難しいまたはコスト高末尾挿入は平均的に高速アクセス速度インデックスアクセスは高速インデックスアクセスはほぼ同等使い所容量が確定しているデータデータ量が増減する可能性がある場面

ピックアップ解説

今日は放課後、友達と雑談の中で array と vector の話を深掘りしました。僕が一番腑に落ちたのは「容量の伸び方が違う」という点です。 vector は新しいデータを追加するたびに内部の容量を確保し直すことがあり、その時に配列全体を別の新しい場所にコピーします。これがわずかな遅さの原因になることも。対して array は長さを決めた時点で運用が決まっており、追加のコストは基本的にありません。つまり、データの増減がない場合は array が速いが、増える可能性がある場合は vector が柔軟だ、という結論に落ち着きました。こうした考えをリアルな例で考えると、学校の成績データのように長さが安定している時は array、イベントの参加者名簿のように人数が増減する場合は vector と覚えると、テストのときにも役立ちそうです。

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