この記事のポイント

  • algorithmヘッダ活用をレビューアー視点で設計責任整理
  • 標準アルゴリズム利用が意図表現・安全性・保守性を高める理由を理解
  • ループ→algorithm化レビューを実践で読み取る力を養う

そもそもalgorithmヘッダとは

C++標準ライブラリのalgorithmヘッダは汎用アルゴリズム群を提供する。

  • sort, find, copy, transform, accumulate など汎用的操作
  • イテレータ範囲を対象に動作
  • 抽象化の役割：操作の意図を直接表現
#include <algorithm>

std::sort(vec.begin(), vec.end());
  • 冗長ループ排除の基本武器
  • 抽象度を上げた意図表現
  • 失敗しづらい安全性強化

なぜこれをレビューするのか

レビューアー視点

algorithm活用は以下の設計責務整理を伴う。

  • 「何をするのか」を明文化する責務
    → 単なる「どうするのか」記述からの脱却

  • ループ内誤動作・境界ミス排除
    → off-by-one、size取得誤りの予防

  • API契約と操作責任の明文化
    → 標準API責任分離による再利用性確保

  • 例外安全・リソース確保責任整理
    → algorithm使用時に例外発生経路を限定可能

  • スケーラビリティ設計の安定化

開発者視点

  • ついfor文を書きがち
  • 関数利用に不慣れ
  • 自前ループ癖が抜けない
  • アルゴリズム特性・複雑度を意識しない
  • 意図が読みづらい手続き的コードを書く

レビューアーはこれら「ループ依存思考」から抜け出す支援を行う。

良い実装例

ユースケース：APIレスポンスログの成功件数カウント

良い実装例：count_ifによる意図表現 
#include <algorithm>
#include <vector>
#include <string>
#include <cstdint>

struct ApiRequestLog {
    std::string requestId;
    int responseCode;
    int64_t requestedAt;
};

class RequestLogAnalyzer {
public:
    int countSuccess(const std::vector<ApiRequestLog>& logs) const {
        return std::count_if(logs.begin(), logs.end(),
            [](const ApiRequestLog& log) {
                return log.responseCode >= 200 && log.responseCode < 300;
            });
    }
};
  • forループ消滅
  • 意図＝条件判定がコードの中心に
  • 安全性・可読性向上

レビュー観点

  • 明文化された「何をするコードなのか」へ整理できているか
  • ループ→algorithm置換余地が残っていないか
  • 境界誤差・サイズ誤差をレビュー時に事前排除できているか
  • API契約が高抽象設計に整理されているか

良くない実装例: ケース1

以下は自前for文でループを直接書いてしまった例。

for文依存例 
int countSuccess(const std::vector<ApiRequestLog>& logs) const {
    int count = 0;
    for (size_t i = 0; i < logs.size(); ++i) {
        if (logs[i].responseCode >= 200 && logs[i].responseCode < 300) {
            ++count;
        }
    }
    return count;
}

@Reviewer
意図が「成功件数を数えたい」である以上、count_if利用で明文化可能です。

問題点

  • 目的が読み取れない
  • 境界条件やsize誤用リスク
  • 手続き的表現

改善例

修正例：algorithm利用へ 
return std::count_if(...);

良くない実装例: ケース2

次はremove_ifの存在を知らず全件ループしてeraseを多発している例。

remove手動実装例 
void removeServerError(std::vector<ApiRequestLog>& logs) {
    for (auto it = logs.begin(); it != logs.end(); ) {
        if (it->responseCode >= 500) {
            it = logs.erase(it);
        } else {
            ++it;
        }
    }
}

@Reviewer
remove-eraseイディオム利用で一括処理が可能です。

問題点

  • erase呼出負荷が高まる
  • iterator失効管理負荷増加

改善例

修正例：remove-eraseイディオム適用 
logs.erase(std::remove_if(logs.begin(), logs.end(),
    [](const ApiRequestLog& log) {
        return log.responseCode >= 500;
    }), logs.end());
  • remove_ifは「残したいものを前詰め」る操作
  • eraseは範囲指定で一気に破壊

良くない実装例: ケース3

次はtransform（map的変換）が適用できる場面でfor文を維持してしまった例。

transform誤用例 
std::vector<int> extractCodes(const std::vector<ApiRequestLog>& logs) const {
    std::vector<int> codes;
    for (const auto& log : logs) {
        codes.push_back(log.responseCode);
    }
    return codes;
}

@Reviewer
transformを利用すれば変換意図が明文化できます。

問題点

  • 目的「レスポンスコード抽出」が埋没
  • push_back安全性責任を自前保持

改善例

修正例：transform利用 
std::vector<int> codes(logs.size());
std::transform(logs.begin(), logs.end(), codes.begin(),
    [](const ApiRequestLog& log) { return log.responseCode; });
  • 出力先事前確保責任は呼出側に残る

algorithm設計責任を活かすAPI契約整理

パターンA：単純条件計数系

int countValidRequests(const std::vector<ApiRequestLog>& logs);
  • count_if契約
  • 境界バグ可能性低下

パターンB：条件削除系

void filterOutInvalid(std::vector<ApiRequestLog>& logs);
  • remove-erase契約
  • 破壊責任明文化

パターンC：要素変換系

std::vector<int> extractResponseCodes(const std::vector<ApiRequestLog>& logs);
  • transform契約
  • 抽出意図を型レベルに昇格

algorithm活用レビューでよくある誤解

誤解 正しい設計観点
forの方がわかりやすい 意図が埋没しやすい
algorithmは特殊用途 汎用操作である
ループの方が柔軟 柔軟さより責任整理優先
境界はsize()管理できる off-by-one誘発源
algorithmは初心者向け 設計上級者の責任整理道具

algorithm主要カテゴリ整理

分類 主な関数 レビューで使う観点
検索 find, find_if 条件一致責任整理
計数 count, count_if 状態件数契約
削除 remove, remove_if 破壊責任整理
変換 transform 要素変換責任整理
並べ替え sort, stable_sort 並び順保証契約
集約 accumulate 総和・集約責任整理
  • algorithm活用レビューは「操作→契約昇格」レビュー

PlantUMLで設計責任整理

UML Diagram

観点チェックリスト

実務レビューFAQ

Q1. for文が一番高速では？
→ 近年の標準algorithmは最適化込み。可読性・責任分離を優先。

Q2. algorithmは学習コスト高い？
→ 実は範囲設計に慣れるだけ。責任整理が早期に学べる。

Q3. remove_ifは削除してない？
→ remove_ifは後詰め操作、eraseで破壊責任完了。

Q4. transformは積極採用すべき？
→ map的変換には必須級。transform癖をつけると可読性上がる。

Q5. algorithmは例外安全？
→ 境界安全を内包。例外安全性向上に繋がる設計要素。

まとめ

algorithmヘッダは手続き的ループ設計からの脱却装置である。
レビューアーは

  • 目的の意図を読み取る
  • ループ→algorithm変換可能性を見抜く
  • API契約責任まで昇格提案できる

この思考技術を磨く必要がある。
レビューアーがalgorithmを語れると設計品質が劇的に上がる。