C++の紹介【中級者向け】

2015年06月23日

C++の紹介【中級者向け】

一般的に難しいといわれているC++を紹介した記事です。
基本文法や変数、オブジェクトの概念を習得済みの中級者向けの記事です。
今回は、特に習得率の高そうなJavaに置き換えながら、C++でのオブジェクトの扱いについて、注意をしなければいけない点について解説します。

クラスの定義

まずはクラスの定義からです。このクラスを使って話を進めて行きます。

[cpp]
#include&amp;lt;stdio.h&amp;gt;	//　①
using namespace std;	//　①

class Myclass{
    int value;		//　②
public:				//　③
    void setValue(int val) { value = val; };		//　④
    void printValue(){ printf("%d\n",value); };		//　④
};
[/cpp]

[cpp]

#include&lt;stdio.h&gt; //　①

using namespace std; //　①

class Myclass{

int value; //　②

public: //　③

void setValue(int val) { value = val; }; //　④

void printValue(){ printf("%d\n",value); }; //　④

};

[/cpp]

①Javaでのimportとpackageのようなものです。
②C++のクラス内の定義はデフォルトでprivateです。
③この記述以降はpublicになります。
④C++ではこのような書き方でメンバ関数（メソッド）を定義することはあまりしませんが、Javaの表記に近づけるためにこのような書き方をしています。

main関数

次に、main関数です。

[cpp]
int main(void){
    Myclass m1,m2;		//　①
    m1.setValue(10);	//　②
    m2 = m1;			//　③
    m1.printValue();	//　④
    m2.printValue();	//　④

    m1.setValue(30);	//　⑤
    m1.printValue();	//　⑥
    m2.printValue();	//　⑦

    return 0;
}
[/cpp]

[cpp]

int main(void){

Myclass m1,m2; //　①

m1.setValue(10); //　②

m2 = m1; //　③

m1.printValue(); //　④

m2.printValue(); //　④

m1.setValue(30); //　⑤

m1.printValue(); //　⑥

m2.printValue(); //　⑦

return 0;

}

[/cpp]

①C++の場合はこの記述だけでオブジェクトが生成されます。
②オブジェクトm1のメンバ変数に10が代入されます。
③Javaではこのような記述をした場合、参照のコピーになりますが、C++ではオブジェクトの内容のコピーになります。
④③の代入の結果、m1,m2ともに10と表示されます。
⑤②と同じく、オブジェクトm1のメンバ変数に30を代入しています。
⑥m1は⑤の結果、30と表示されますが・・・
⑦m2は10と表示されます。これは、m1とm2が別のオブジェクトだからです。

ポインタ

Javaの参照のコピーのような動きにしたい場合はポインタを利用します。

[cpp]
int main(void){
    Myclass *p1 = new Myclass();	//　①-a
    Myclass *p2 = new Myclass(); 	//　①-b
    p1-&amp;gt;setValue(10); 	//　②
    p2 = p1;			 //　③
    p1-&amp;gt;printValue();	//　④
    p2-&amp;gt;printValue();	//　④

    p1-&amp;gt;setValue(30);	//　⑤
    p1-&amp;gt;printValue();	//　⑥
    p2-&amp;gt;printValue();	//　⑥

    return 0;
}
[/cpp]

[cpp]

int main(void){

Myclass *p1 = new Myclass(); //　①-a

Myclass *p2 = new Myclass(); //　①-b

p1-&gt;setValue(10); //　②

p2 = p1; //　③

p1-&gt;printValue(); //　④

p2-&gt;printValue(); //　④

p1-&gt;setValue(30); //　⑤

p1-&gt;printValue(); //　⑥

p2-&gt;printValue(); //　⑥

return 0;

}

[/cpp]

①C++でのインスタンス化の記述方法はいくつかありますが、Javaに近い形にするならこのような形でしょうか。2つのオブジェクトを生成し、それぞれ、p1,p2で扱おうとしています。
②ポインタ変数からメンバ関数（メソッド）を呼び出す際はアロー演算子(->)を使います。
③ここでp2に代入されるのはp1のアドレス情報です。p2も①-aで生成したオブジェクトを扱えるようになりました。
④p1,p2ともに10と表示されます。
⑤p1から30をセットしています。
⑥p1,p2ともに30が表示されます。

これでめでたしめでたし・・・とはいきません。
①-bで生成したオブジェクトはどこへ行ってしまったのでしょうか？
Javaにはメモリの自動開放機能がありますが、C++にはありませんので、メモリ上に残ってしまいます。
今回は短いプログラムで、すぐに終了するので害はありませんが、たとえば24時間動き続けるシステムで、繰り返しこれをやってしまうとどうでしょう。メモリが開放されずにどんどん消費され、システムが停止してしまうかもしれません。

このあたりがC++は難しいと言われている原因の一つだと思います。
他にも、他言語では自動でやってくれることを、C++では自分で書かなければいけないことがあります。しかし、「自分で記述することができる」とも言い換えられます。
細かなメモリ管理をしなければいけないが、細かなメモリ管理をすることができる。C++とはそんな言語なのです。