1.
JavaとかC#とか
最近の言語使いのためのC++入門
C++はやればできる子です

2.
極めて高級な言語の普及
C++は比較的低級なので難し
く感じる
Ruby
とか
C#と
か
Java
とか
2
初めて学習する言語が極めて高級であることが増えてきている

3.
高級な言語と低級な言語
低級
難しい
低級じゃないと実現
できないことが
たくさんの複雑な仕
様には向かない
高級
簡単
一般的なことしかでき
ない
たくさんの複雑な仕
様に向く
3

4.
C++は本当に低級な部分から学ぶべき？
• 「標準C++を新しい言語として学ぶ」
• 「ストラウストラップのプログラミング入門」
– Cと互換の部分の一部はC++の中でも、特に初心者
は触るべきではない応用部分
– 初心者はもっとC++の基本部分から学ぶべき
• つまり、C#などと似た部分から学ぶべき
4
C++はCの拡張だ
からCから学ぶのが
良い？
それは間違いです

5.
C++の適用範囲
• Cと同じことも、C#と同じこともできます
C
C#
Java
Visual Basic
C++
5

6.
メモリ管理
JavaやC#にくらべ、C++
のメモリ管理は難しいとい
われています
そんなことはあ
りません。良い
方法はいくつも
用意されていま
す。
6

7.
メモリ管理(スコープ)
• スコープ
– Cからある仕組み
– 確保したメモリは、スコープの終わりで破棄
for (int i = 0; i < 5; i++)
{
string s = "ABC";
cout << s << endl;
}
7

8.
メモリ管理(クラス)
• スコープで解決できない問題
– オブジェクト指向では、データが塊としてツリー上
に確保される
– ツリーの枝は、最初に確保したプログラムのあず
かり知らぬところで増えたり減ったりする
• クラスを使って解決(RAII)
– メンバ変数にポインタを利用していなければ、ス
コープと同じように破棄される
– ポインタの参照先は、自インスタンスが破棄され
る時に、子インスタンスを責任を持って破棄する
8

9.
メモリ管理(スマートポインタ)
• クラスで解決できない問題
– 戻り値などで、オブジェクトの外に出されるオブ
ジェクトはクラスでは管理できない
• スマートポインタ(std::shared_ptr)
– 参照カウンタ方式で、使われなくなったら自動的
にガベージコレクト
9
shared_ptr<ofstream> getStream()
{
return make_shared<ofstream>("C:test.txt");
}
いっそこれだけしか使わない
ことにすれば、C#やJavaと
ほぼ同じになります。

10.
ポインタ
C++はポインタを使わな
くてはならないから難し
い、と言われています
実際には、使おうと思
わなければ無理に使
う必要はありません。
10

11.
ポインタ(参照)
• 参照
– 引数の参照渡しは参照を渡せばよい
– ポインタとか意識せずそのまま使えます。
• JavaとかC#と同じ。
void func(int& a)
{
a += 2;
}
11

12.
ポインタ(配列・文字列)
• 配列はポインタを意識しないといけません
– std::vectorとかを使いましょう
• 文字列もポインタを意識しないといけません
– std::stringを使いましょう
vector<int> v;
string s = "AAA";
12

13.
ポインタ(イテレータ)
• コレクションを頭から順番に利用するときにポ
インタが使われます
– イテレータを使いましょう
– Range based forも使えます
13
for (auto it = vec.begin(); it != vec.end(); ++it) {
cout << *it << endl;
}
for(auto item : vec) {
cout << item << endl;
}

14.
ポインタ(スマートポインタ)
• ヒープ領域やポリモーフィズムを使うときはポ
インタが必要
– スマートポインタを使いましょう
14
shared_ptr<ofstream> getStream()
{
return make_shared<ofstream>("C:test.txt");
}

15.
ポインタ(その他)
• まれに、これまで挙げた手段が使えない場合
もあります
– 引数に関係ない
– 配列や文字列ではない
– ポインタ演算は行わない
– メモリ管理に関係ない
• ポインタの難しい部分を全く使わないので、
心配せずにポインタを使いましょう
15

16.
C++で利用できる機能
C++は古くて機
能が少ない？
そんなことはあ
りません
16

17.
C++で利用できる機能
C++で
利用で
きる機能
Cの機能
オブジェ
クト指向
ジェネリッ
クプログ
ラミング
型推論
高階関数
標準C++
ライブラリ
Boost
C++17
17

18.
Cの機能
• かなり高度なことはできます
18
C標準ライブ
ラリ
型シ
ステ
ム
構造
体
列挙
体
共用
体
C++の新しい機能に置き換えられているものも多いので、
できるだけそっちを使いましょう

19.
オブジェクト指向
• C#やJavaにできることは大体できます
• C#やJavaにできないこともできます
19
多重継承
=演算子などのオーバーロード
ムーブセマンティック
他
大変多機能
で複雑です

20.
ジェネリックプログラミング
20
• C++なのになんとダックタイピング。
• Dll化が不可能で、ヘッダで配布する必要がある。
• エラーが出たときの解析が非常に大変。
C#やJavaと違って、型システムではなく、テキスト展開
• 型ではなく数字を取るようなことはC#やJavaには不可能
• テンプレートメタプログラミング
ただし、問題点はあれ、機能的には大変高機能。

21.
ジェネリックプログラミング
• 同じvectorクラスがfloatにもstringにも使え、
型チェックも行われます。
21
vector<double> vf = { 0.3, 0.2, 0.1 };
vf.push_back(0.4);
sort(vf.begin(), vf.end());
double f = vf[0];
vector<string> vs = { "CCC", "BBB", "AAA" };
vs.push_back("DDD");
sort(vs.begin(), vs.end());
string s = vs[0];

22.
型推論
• 型推論
– コンパイラにわかるものはコンパイラに任せる
22
shared_ptr<map<string, int>> v = make_shared<map<string, int>>();
auto v = make_shared<map<string, int>>();

23.
型推論
• オブジェクトの生成時に力を発揮します
23
map<string, vector<int>> m;
vector<int> v;
v.push_back(1);
v.push_back(2);
v.push_back(3);
m["A"] = v;
v.clear();
v.push_back(4);
v.push_back(5);
m["B"] = v;
v.clear();
v.push_back(6);
v.push_back(7);
v.push_back(8);
v.push_back(9);
m["C"] = v;
map<string, vector<int>> m = {
{"A", {1, 2, 3}},
{"B", {4, 5}},
{"C", {6, 7, 8, 9}}
};

24.
高階関数
char* data[] = {"Apple", "Microsoft", "Google", "Oracle", "Dell"};
char deleted = 'O';
resultNum = 0;
for(i = 0; i < dataNum; i++){
/* 頭文字がbad以外のもののみを結果として抽出 */
if(data[i][0] != deleted){
result[resultNum++] = data[i];
}
}
/*文字列数でソート*/
for(i = 0; i < resultNum; i++){
for(j = i + 1; j < resultNum; j++){
if(strlen(result[j]) < strlen(result[i])){
tmp = result[i];
result[i] = result[j];
result[j] = tmp;
}
}
}
CREATE TABLE #DATA (S VARCHAR(MAX))
INSERT INTO #DATA(S)
VALUES('Apple'), ('Microsoft'), ('Google'), ('Dell'), ('Oracle')
DECLARE @DELETED CHAR
SET @DELETED = 'O'
SELECT S INTO #RESULT
FROM #DATA
WHERE SUBSTRING(S, 1, 1) <> @DELETED
ORDER BY LEN(S)
C
Transact-SQL
24
CとSQLで、同じ処理を書いてみます
Cの書き方と比べ、SQLの方が分かりやすいですね

25.
高階関数
• ほかの色々な言語で書いてみます
data = %w(Apple Microsoft Google Dell Oracle)
deleted = "O"
result = data
.find_all{|s| !s.start_with? deleted}
.sort{|l, r| l.size <=> r.size}
Ruby
var data =
new[] { "Apple", "Microsoft", "Google", "Oracle", "Dell" };
var deleted = "O";
var result =
from s in data
where !s.StartsWith(deleted)
orderby s.Length
select s;
var data =
new[] { "Apple", "Microsoft", "Google", "Oracle", "Dell" };
var deleted = "O";
var result = data
.Where(s => !s.StartsWith(deleted))
.OrderBy(s => s.Length);
Dim data =
New String() {"Apple", "Microsoft", "Google", "Oracle", "Dell"}
Dim deleted = "O“
Dim result =
From s In data
Where Not s.StartsWith(deleted)
Order By s.Length
Select s
C#
C# (メソッド構文)
Visual Basic
最近の言語は、CよりSQLに近い形で書けるものが多いです。
$data = array('Apple', 'Microsoft', 'Google', 'Oracle', 'Dell');
$deleted = 'O';
$result = array_filter($data, function($s) use ($deleted){return substr($s, 0, 1) != $deleted;});
usort($result, function($l, $r){return strlen($l) - strlen($r);});
PHP
25
List<String> data =
Arrays.asList("Apple", "Microsoft", "Google", "Oracle", "Dell");
String deleted = "O";
Stream<String> result = data.stream()
.filter(s -> !s.startsWith(deleted))
.sorted((l, r)->l.length() - r.length());
Java
data = ['Apple', 'Microsoft', 'Google', 'Dell', 'Oracle']
deleted = 'O'
result = [x for x in sorted(data, key=len) if not x.startswith(deleted)]
Python
@data =
qw/Apple Microsoft Google Dell Oracle/;
$deleted = "O";
@result =
sort {length $a <=> length $b}
(grep /^[^$deleted].*/, @data);
Perl

26.
高階関数
• さらにいろいろ
(def data
["Apple" "Microsoft" "Google" "Oracle" "Dell"])
(def delete O)
(sort
#(< (count %)(count %2))
(filter
#(not (= (first %) delete))
data))
Clojure
data = ['Apple', 'Microsoft', 'Google', 'Oracle', 'Dell']
deleted = 'O'
result = (s for s in data when s.charAt(0) != deleted)
result.sort (l, r) -> l.length - r.length
CoffeeScript
var data = ['Apple', 'Microsoft', 'Google', 'Oracle', 'Dell'];
var deleted = 'O';
var result = data.filter((s) => !s.startsWith(deleted);
result.sort((l, r) => l.length - r.length); Dart
let data = ["Apple"; "Microsoft"; "Google"; "Oracle"; "Dell"]
let deleted = "O"
let result =
data
|> List.filter(fun s -> not(s.StartsWith(deleted)))
|> List.sortBy(fun s -> s.Length)
F#
26
|data deleted result|
data ← #('Apple' 'Microsoft' 'Google' 'Dell' 'Oracle').
deleted ← 'O'.
result ← data select:[:s | (s beginsWith: deleted) not].
result ← result sortBy:[:l :r | (l size) < (r size)].
Smalltalk
var data = "Apple" :: "Microsoft" :: "Google" :: "Oracle" :: "Dell" :: Nil
var deleted = "O"
var result = data filter(!_.startsWith(deleted)) sortWith(_.size < _.size)
Scala
var data = ['Apple', 'Microsoft', 'Google', 'Oracle', 'Dell'];
var deleted = 'O'
var result = data.filter(function(s){return s.charAt(0) != deleted;});
result.sort(function(l, r){return l.length - r.length;});
JavaScript
let data = ['Apple', 'Microsoft', 'Google', 'Oracle', 'Dell'];
let deleted = 'O';
let result = data.filter(s=>s.charAt(0) != deleted);
result.sort((l, r)=>l.length - r.length);
EcmaScript 2015
var data = ['Apple', 'Microsoft', 'Google', 'Oracle', 'Dell']
var deleted = 'O'
var result = data.filter(s=>s.charAt(0) != deleted)
result.sort((l, r)=>l.length - r.length)
TypeScript

27.
高階関数
• もっといろいろ
27
let data = ["Apple", "Microsoft", "Google", "Oracle", "Dell"]
let deleted = "O“
var result = data.filter({ !$0.hasPrefix(deleted) })
result.sort({count($0) < count($1)}) Swift
let data = ["Apple", "Microsoft", "Google", "Oracle", "Dell"];
let deleted = "O";
let mut result : Vec<&&str> = data.iter().filter(|s| !s.starts_with(deleted)).collect();
result.sort_by(|l, r|l.chars().count().cmp(&r.chars().count()));
Rust
auto data = ["Apple", "Microsoft", "Google", "Oracle", "Dell"];
const deleted = 'O';
auto result = data.filter!(s => s[0] != deleted).array;
result.sort!((l, r)=>l.length < r.length);
D
val data = array("Apple", "Microsoft", "Google", "Oracle", "Dell")
val deleted = 'O'
val result = data.filter{it[0] != deleted} sortBy{it.length}
Kotlin
NSArray *data =
[NSArray arrayWithObjects:@"Apple", @"Microsoft", @"Google", @"Oracle", @"Dell", nil];
NSString *deleted = @"O";
NSIndexSet *filteredIndexes =
[data indexesOfObjectsPassingTest:
^(id obj, NSUInteger idx, BOOL *stop){return (BOOL)![obj hasPrefix:deleted];}];
NSArray *result =
[[data objectsAtIndexes:filteredIndexes] sortedArrayUsingComparator:
^(id l,id r){
NSNumber *lLength = [NSNumber numberWithUnsignedInteger:[l length]];
NSNumber *rLength = [NSNumber numberWithUnsignedInteger:[r length]];
return [lLength compare:rLength];
}];
Objective-C
$data = 'Apple', 'Microsoft', Google', 'Oracle', 'Dell'
$deleted = 'O'
$result = $data | ?{$_ -notlike "$deleted*"} | Sort-Object Length
Powershell

28.
高階関数(C++)
vector<string> data = { "Apple", "Microsoft", "Google", "Oracle", "Dell" };
auto deleted = 'O';
auto newEnd = remove_if(data.begin(), data.end(),
[&](auto s) { return s[0] == deleted; });
data.erase(newEnd, data.end());
sort(data.begin(), data.end(),
[](auto l, auto r) { return l.size() < r.size(); });
28
• C++では

29.
ライブラリ
利用者の自
由を縛る言語
利用者に自由
を与える言語
29

30.
標準C++ライブラリ
入出力 文字列
string
正規表
現
数値処理
複素数
分数
言語支援
例外
一般
時間
スマート
ポインタ
STL(Standart
Template
Libraly)
コンテナ
イテレー
タ
アルゴリ
ズム
30

31.
標準C++ライブラリ(スマートポインタ)
• ガベージコレクタをライブラリのみで導入
31
shared_ptr<ofstream> getStream()
{
return make_shared<ofstream>("C:test.txt");
}

32.
標準C++ライブラリ(chrono)
• 時間を扱う機能
• ユーザー定義リテラルを活用
32
auto time = 5h + 30min + 15s;
auto seconds = time.count();

33.
標準C++ライブラリ(入出力)
• 入出力
• いろいろな機能がある
• C#のToStringのようにクラスごとに出力形式
を定義することも可能
33
//768を右詰で８文字以内で16進数で表示
cout << hex << setw(8) << right << 768 << endl;
cout << "定数:" << 3 << endl;

34.
標準C++ライブラリ(std:string)
• 文字列クラス
– 普通に多機能です
– C文字列との相性もばっちり
34
string s = "ABC";
s = s + "DEF";
s.replace(2, 2, "XYZ");
int si = s.size();
const char* c = s.c_str();

35.
標準C++ライブラリ(コンテナ)
• std::vector
– 配列の代わりに利用できる
• std::map
– 連想配列
35
vector<int> v = { 1, 2, 3 };
v.push_back(4);
int i = v[2];
map<string, double> m;
m["A"] = 1.3;
m["B"] = 2.5;

36.
標準C++ライブラリ(アルゴリズム)
• さまざまなアルゴリズムが可能
– 自作を含めあらゆるクラスのあらゆるコンテナに
使用可
– ダックタイピング
36
vector<string> v = { "red", "blue", "green" };
deque<int> l = { 3, 5, 4 };
sort(v.begin(), v.end(), greater<string>());
sort(l.begin(), l.end(), greater<int>());

37.
標準C++ライブラリ(正規表現)
• 正規表現も普通に使えます
37
regex isCsvRow("^d*(,d*)*$");
string row = "123,456,789";
smatch subMatchs;
if (regex_match(row, subMatchs, isCsvRow)) {
}

38.
Boost
C++のオープンソースライブラリ
C++の標準化委員によって設立
標準C++ライブラリに採用されるものも
きわめて先進的な機能
ヘッダのみで配布可能なものも多い
38

39.
C++17
• 次のメジャーバージョンアップは２年後に迫っ
ています。
– InfoQ Stroustrup氏の考えるC++17 - インタ
ビューより
• 全部実現したらさっきのコードはこのくらいに
なるでしょう。
39
vector<string> data = { "Apple", "Microsoft", "Google", "Oracle", "Dell" };
auto deleted = 'O';
auto newEnd = data.remove_if([&](auto s) { return s[0] == deleted; });
data.erase(newEnd, data.end());
data.sort([](auto l, auto r) { return l.size() < r.size(); });

40.
その他C++の利点
• Cの時代から互換性の維持
– 過去のどのような設計手法により書かれたプログ
ラムも、動かなくなることがほぼない
– 動作速度の互換性すら保証している（ゼロオー
バーヘッドの原則）
• すべてのパラダイムが平等に、どの組み合わ
せでも使える
40

41.
C++でできること
Cのほぼすべての機能
オブジェクト指向
ジェネリックプログラミング
• 高階関数
• 型推論
関数型プログラミング
その他先進的な機能
41

42.
ではC++に何ができないか
• 機能が多すぎる!!
– こんなイメージ
42

43.
機能が多すぎる弊害
覚えることが多い
JavaとかC#の数倍はある
まあこれは覚えればいいだ
けなので大したことはない
43

44.
機能が多すぎる弊害
• 可読性が悪くなる
44
C C++ C#
-
-
-
STRUCT_A a;
STRUCT_A *a =
malloc(sizeof(STRUCT_A));
ClassA a;
ClassA *a = new ClassA;
shared_ptr<ClassA> a =
make_shared<ClassA>();
ClassA a = new ClassA();

45.
機能が多すぎる弊害
すべての機能がすべて
の組み合わせで使える
組み合わせ
爆発
全部試してみ
ないと最適な
ものがわから
ない
45

46.
まとめ
• C++は低級なプログラミングもできますが、
JavaやC#と同じように高級なプログラミング
もできます。
• 低級な記述もできてしまうため、意識的に高
級なプログラミングをする必要があります。
• だから、むしろJavaやC#に慣れている人の
ほうが向いている面があります。
46