カテゴリー: C++

この章では静的変数と静的メソッドについて説明します。
詳しい説明は以下の例の後に行います。 これまでのクラスはオブジェクトを作成してからメンバ変数にデータを入れていましたが、静的変数や静的メソッドはオブジェクトを作成しなくても使用することが出来ます。
つまり、これまでのクラスのメンバ変数やメンバ関数は個々のオブジェクトに属しているものと言えます。
ですので、メンバ変数はオブジェクトを複数作成しても、オブジェクト間でメンバ変数の関係性はありません。
それに対して静的変数や静的関数はクラスに属していると言えます。
後で説明しますが静的変数にはデータの連続性があります。
静的変数は、グローバル変数と同じ性質を持ちます。
クラスの中での静的変数や静的メソッドの作成方法はクラスの中に「static」を付けて作成します。 次に静的変数や静的関数を実行する方法について説明します。 例えばこの例では以下のように静的関数を実行しています。 この例にはありませんが静的変数の値を出力したい場合には以下のように書きます。 そして、この例では２回静的メソッドを実行していますが、実行するごとにcount変数に1が足されていきます。
カウントしている箇所は以下のコンストラクタの箇所です(オブジェクトを２個作成しているので、２回コンストラクタが実行されているわけです)。
つまり、静的変数はオブジェクトを何個作成しても値が１つであることが分かります。 [補足]
静的関数の中には通常のメンバ変数を入れることは出来ませんので注意してください。
結果は以下の通りです。

この章では抽象クラスについて説明します。
今までのクラスを使ったプログラムではクラスのデータメンバやメンバ関数の内容を初めからきっちり決めて目的のプログラムを作成してきましたが、抽象クラスは文字通り抽象的な親クラスを作って、子クラスで具体的なプログラムを行っていきます。
抽象クラスで宣言をした関数は必ず子クラスで定義を書かなくてはいけないので(定義を書かないとエラー)、メンバ関数の入れ忘れなども防ぐことが出来ます。 親クラスのgetPoint関数は関数の宣言だけをして、子クラスで関数の内容を具体的に定義しています。 つまり、親クラスのメンバ関数は、宣言だけで中身がなく、関数の具体的な処理の記述は子クラスに任せると言うことです。
ですので、親クラスで純粋仮想関数を宣言すると子クラスではと宣言すると共に具体的な中身を書かなくてはいけません。 この例では以下の部分が純粋仮想関数の具体的な中身を記述した箇所です。 その場合には以下の子クラスの宣言の中でも関数の宣言を行うことが必要です。 そして、それぞれの宣言をした関数の中身を子クラスで書いていくことになります。

次はクラスの継承について説明します。
「クラスの継承」とは親クラス(元のクラス)の他に「もう1つの関連したクラス」を作る時に親クラスのデータメンバやメンバ関数を引き継ぐことを言います。
「もう1つの関連したクラス」のことを子クラスもしくはサブクラスといいます。
親クラスと同じデータメンバやメンバ関数を子クラスで定義しなくてはいけない時、親クラスと同じデータメンバやメンバ関数を子クラスで再度記述する必要がなくなります。
つまり、親クラスと同じ機能を持つデータメンバやメンバ関数を子クラスで使う時に、改めて同じデータメンバやメンバ関数を子クラスで書くのは無駄ですので、そのような時にクラスの継承を使います。
また、子クラスには子クラス独自のデータメンバやメンバ関数も追加することもできます。
注意してほしいことは全く違うクラス同士を継承しても意味が無いと言うことです。
例えば銀行クラスと自動車クラスは全く違うクラスなので、継承関係にしても意味ありません(意味があればいいですが)。
継承関係が正しいかどうか悩む場合には「子クラスは親クラスの子供である」という文の「子クラス」「親クラス」に自身で作ったクラス名を当てはめてみて、違和感がないようでしたらそれは正しい継承関係です。
「銀行クラスは自動車クラスの子供である」と聞いてもおかしいと思いませんか？
違和感があるようでしたらそれは意味が無い継承です。
では継承の例を見てみましょう。 では説明に入ります。
クラスの継承の基本構文は以下の通り書きます。 この例では以下の箇所が継承クラスの箇所です。
ここで継承クラスのポイントを説明します。
[ポイント1]
子クラスでは親クラスのデータメンバやメンバ関数を受け継いでいるので、親クラスのメンバを使うことが出来ます。
この例では子クラスのオブジェクトから親クラスのメンバ関数に以下のようにアクセスしています(親クラスのメンバをすべて使用する必要はありません)。 子クラスではdeposit関数を定義していないにも関わらずdeposit関数を使うことができるのが継承の意味です。
つまり、子クラスではprivate指定以外の親クラスのデータメンバやメンバ関数をすべて使うことが出来ます。
[ポイント2]
子クラスの引数のないオブジェクトを作成した時には先に親クラスの「引数の無いコンストラクタ」が実行されてから小クラスのコンストラクタが実行されますので初めに実行されるには以下の親クラスのコンストラクタです。
この記述で親クラスのデータメンバにデータを入れているので、子クラスで親クラスのデータメンバを使うことが出来ます。
親クラスの引数の無いコンストラクタが実行された後に、子クラスの「引数の無いコンストラクタ」が実行されます。 [ポイント3] 親クラスの定義の中に上の記述がありますが, 親クラスのメンバがprotectedで指定されている場合は子クラスの中で、そのデータメンバやメンバ関数にアクセスできます。
以下のように親クラスでprivate指定してしまうと子クラスからはアクセスすることが出来なくなります。 [ポイント4]
次は親クラスと小クラスで同じ名前のメンバ関数を定義した場合、どのような動きになるか見てみましょう。
この例では以下の部分で親クラスと子クラスで同じ関数名が使われています。 親クラスと子クラスでは関数名も引数の数や型も同じ関数を作ることが出来ます(メソッドの中身はそれぞれのクラスの内容に合わせます)。
このことをオーバーライドと言います。
この例の場合、子クラスのオブジェクトからのようにgetPoint関数を呼び出していますが、子クラスで定義された関数のほうが優先して呼び出されることになります。
この例の結果は以下の通りです。

この章ではC言語にはない新しい機能である参照について学習します。
参照の機能はポインタの機能と似ています。
初めにポインタの復習から始めます。
ではポインタの例をみてみましょう。 aとpは同じメモリ領域を共有するため、「*p」に98を代入するという動作は aにも98が代入されるという意味になります。
今度は参照を使って、上のポインタの例と同じ結果を出してみます。 参照とは「変数のアドレスを指す識別子」のことです。
つまり、ポインタと同じことが出来ると思っていいです。
参照を作成するには宣言の時に「&」を付けます。 と記述していますが参照を使う場合は必ず宣言と同時に値を入れなければいけません。
つまり、以下のように参照を宣言した後に改めて変数を代入することはできません。 「b=98;」のようにbに98を代入したのに、を出力するとaまで98に変わってしまいます。
これが参照の機能です。
結果は以下の通りです。
次は関数の引数に参照を使ってみましょう。 この例では関数の引数に参照を使っています。
incre(n);の箇所でnをincre関数に渡しています。
incre関数では参照型aで値を受け取って、その値に1を足しています。
その後、で出力するとnに1が足された数が出力されます。
参照aに1を足したことで、nにも1が足されます。
つまり、aとnは同じアドレスと言うことです。
例えば4を入力すると5が出力されます。 以下の例は先ほどの例と比べて参照を使っていない以外は全く同じです。 参照を使っていないので、でnをincre関数に渡して、1を足してもnの値に影響を及ぼすことはありません。
「std::cin >> n;」で入力した値がで出力されるだけです。 次は参照の引数に「const」を付けた時の動きを見てみましょう。 関数の引数にconstを指定すると、その関数の中では値を書き換えることができなくなります。
つまり、引数aにconstを付けるとのように変更することが出来なくなります。
constを付けることにより、引数の中身を書き換えないことを明確にできるメリットがあります。
ですので、この例はエラーです。
constは仮引数が参照ではなくても、使うことができます。

この章では列挙型について説明します。
「列挙型」は結びつきがある要素をひとまとめにして、新しい型として定義することを言います。
詳しい説明は例の後に行います。
列挙型は宣言を行うことが必要ですが、構文は次のようになります。 この構文をみていただくと分かりますが、定数を要素として、配列のごとく宣言されています。
例では以下のように列挙型の宣言をしています。

と宣言する事により、要素の中の定数に 0 から順に整数値が与えられます。
つまり、以下のように書き換えることが出来ます。 このようにdefineでバラバラに定数を管理しないで、列挙型で管理した方が要素間の結びつきが分かりやすくなります。
列挙型の宣言をした後は列挙型の変数を宣言します。
基本構文は以下の通りです。 この例では以下のように列挙型の変数の宣言と同時に値を初期化しています。 これにより変数doubutsuは列挙型を扱う変数として定義されたことになります。
その後はswitch文で判定して、一致した箇所で出力されます。 デフォルト値を設定しないと0 から順に整数値が与えられます。

この章では構造体について説明します。
「構造体」はバラバラの異なる型のデータを持つ変数同士を1つの型として扱うことが出来ます。
それに対して配列は単一のデータ型しかまとめて扱う事はできません。
例えば、学生の成績はint型、身長はdouble型、名前はchar型で扱いたい時に様々なデータ型なので配列では扱うことが出来ません。
このような時に構造体を使います。
では例をみてみましょう。 構造体の宣言する時はstructを使います。
構造体型の名前は自由に付けてください。
そしてstructのブロックの中にメンバの宣言をして、終わりに「;」を付けます。
メンバとは変数の別名だと思ってください。
このメンバに後からデータを入れていきます。
この例では以下の部分が構造体の宣言です。 構造体の宣言は関数の外で宣言するとその場所から下のプログラムのすべてで使うことが出来ますが、関数の中で宣言すると関数の中でのみ使うことが出来ます。
構造体型を宣言すると構造体型に属する変数を作ることが出来るようになります。
構造体型の変数も普通の変数と同じように宣言をしなくてはいけません。
宣言をしましたら、値を入れるのですが、通常の変数と同じで宣言と同時に初期化することが出来ます。
以下の基本構文が構造体型変数の初期化です。 この例では以下の箇所が構造体型変数の宣言と初期化です。 は以下の構造体のメンバに上から順に代入されます。 構造体型の配列でもデータを入れることが出来ます。 構造体型の配列も通常の配列と同じで宣言と同時に初期化することが出来ます。
例では以下のように書いています。 ではこのプログラムの説明に入ります。
ここでは構造体の型の変数を宣言と同時に初期化しています。
この時、気を付けなくてはいけないのはの中の要素の書き順は構造体の宣言の中のメンバの順番と合わせてください。
例えば、のような書き方はいけません。 のように１つ１つ初期化するのではなく、構造体型の配列で個人のデータを初期化しています。 例えばint id;のデータを得たい時にはという形式でと記述します。
これで1が出力されます。
構造体の配列はfor文で出力しています。 iには0から2がループごとに代入され、以下のように出力されます。 先ほどの例では構造体型の変数と配列の2つを使いましたが、以下のように構造体型の配列だけ使用しても結果は同じになります。 次の例は構造体でのscanfの使い方について説明します。 scanfの使い方が構造体では違うということではありませんが、scanfと構造体の組み合わせでも書けることを覚えておいてください。 今まではのように構造体の変数に値を入れていましたが、scanfなどを使ってデータを入れる場合にはこの例のように単独で構造体の宣言を行ってから、scanfでデータを入れていきます。 結果は以下の通りです。 次の例では構造体を関数に渡す方法について説明します。 実引数がのように構造体型変数なので、仮引数ものように構造体変数で受け取ります。
メンバの値を出力するにはという形式で書きます。
メンバの値を出力するにはという形式で書きます。
次の例では構造体型のポインタを使用する方法について説明します。 ここでは構造体型変数のアドレスを実引数にして、hu関数を呼び出していますが、仮引数では構造体型のポインタで受けています。 ここに見慣れない「->」という記号がありますが、これはアロー演算子と呼ばれています。アロー演算子は構造体型のポインタから構造体のメンバにアクセスするために使います。 ここでは構造体型の配列のアドレスを引数にして、yo関数を呼び出しています。 実引数であるseito2配列をyo関数の中の構造体型のポインタで受けています。
この構造体型の配列の要素にアクセスするには のようにポインタを進めながら書きます。
つまり、iの値がループするごとに進むので、ポインタが示す位置も変わります。
次の例では構造体の配列について説明します。 この例ではscanfを使って、入力した値を構造体の配列に入れています。
初めに構造体の配列名と要素数を決めましたら、以下のようにブロックの末尾に配列名と要素数を配置します。 そして、以下のscanfで入力した値をメンバに代入します。
scanfの引数にあるメンバはカンマで区切れば複数書く事が出来ます。
変換指定子もメンバの数だけ書いてください。 そして、入力した値をprintfで出力します。 結果は以下の通りです。

「if文で星座の判定をしよう」の章ではif文で星座判定のプログラムを作成しましたが、これを関数を使って書き換えてみましょう。
この例にはポインタ、２次元配列、関数、グローバル変数が含まれていますので、理解を深めてください。
では例をみてみましょう。 例えばmonthに1が入り、dayに19が入っているとします。
そうするとの箇所はiが0の時にifの条件式がtrueになりますので、以下の入れ子のif文の条件式の判定に入ります。 「day <= day1[i]」の中のdayには19が入り、1周目のにはday1の0番目の要素である19が入っていますので、条件式はtrueになり、nameにはnames配列の0番目の要素である「やぎ座」が入ります。
例えばdayに19ではなく23が入っていると仮定するとはFALSEになるので、の条件式の判定に入ります。
ここでday2[i]にはday2の0番目の要素である31が入っていますのでTRUEになり、name にはに該当する星座が入ります。
1周目ではのiには0が入っていますのでで余りを求めると1になります。
結果、となり「みずがめ座」が入ることになります。
ではをさらに詳しく説明します。
「i + 1」の箇所の説明をしますと例えばmonthが1で、day が23の場合にはがになりFALSEになるので、else ifのブロックに入ります。
そして1月は やぎ座と水瓶座しかなく、やぎ座ではないのならば水瓶座しかないのでnames配列を1つ進めるためにで1を足しています。
「%12」を記述している理由は例えばの中のiに11が入るとの箇所が12になりますが、「%12」の箇所が無いと仮定するととなってしまいます。
しかし、実際にという要素はありません。
そこで「%12」で余りを0(12割る12で余り0)にして「やぎ座」が出るようにしています。
つまり、以下の余りの数字がnames配列の添え字になり、その該当するデータがnameに入ります。 グローバル変数ですので、プログラムの中のどこからでも使用することが出来ます。そして、最後にmain関数の中でnameに入っている星座を出力しています。
結果は以下の通りです。