計算機実習 I

第八回 (2014 年 5 月 29 日)

C++ の初歩

http://www.sw.it.aoyama.ac.jp/2014/CP1/lecture8.html

Martin J. Dürst

© 2005-14 Martin J. Dürst 青山学院大学

目次

• ミニテスト
• 前回の総合復習テスト
• 前回の演習
• オブジェクト指向と C++
• 今週の演習問題

ミニテスト

• 授業開始までにログイン済み
• 授業開始まで教科書、資料、筆箱、財布などを鞄に入れ、鞄を椅子の下に
• テスト終了後その場で待つ

情テクソフトボール大会

参加チーム申し込み締め切り: 6月2日 (月)

総合復習テスト

• 満点: 100点
• 平均: 42.6点
• 最高: 78点
• 最低: 16点

授業に対する意見や改善案

• 用語の日本語の翻訳 / もっと沢山のヒント / TA が来ない
  
  • Q&A フォーラムをもっと活用
• エラーが分かりにくい
  • エラーの判断が根本的に困難
  • 細かいところまで気を配るのは IT で大事
  • 最初の赤文字のではなく、もっと下の方に注目
• Cygwin と Program Checking System の差異
  • 現実的にありうる (コンパイラの差異)
  • 初期化が大事
• インデントの評価
  • 統一が大事
  • 最低ラインが存在
  • struct/class への対応が不完全
• プログラムの例を見たい
  • 教科書などの活用

前回の演習問題について

• 未提出 (またはエラー): 07A1: 1人、07B1: 5人、07C1: 18人、07C2: 42人、07C3 (発展問題): 68人 (完成: 9)

C++ 用演習環境

• ファイルの拡張子: .c → .cpp
• コンパイラ: gcc → g++
  (必要なら、個人パソコンで cygwin の setup.exe で gcc-g++ を追加)
• 入出力は今までと同様 (C の #include <stdio.h>, printf, scanf,...)
• 他の環境も今までと同様

C++ の位置づけ

• C の「間違い」を修正
  例 1: // 行末までのコメント
  例 2: typedef struct {...} Person; → struct Person {...};
• C にオブジェクト指向を追加
  クラス、メンバ関数など

オブジェクト指向の位置づけ

(名: object-orientation, 形: object-oriented)

• データと操作をセットに
• データをカプセル化、不正なアクセスや変更を阻止
• 実用的な言語はほぼすべて採用 (C/C++ みたいな分割は例外)
• プログラムが大きくなるにつれ力を発揮
• 大規模なプロジェクトで大変有効

(今回対象外:)

• クラスの継承 (inheritance)
• 多態性 (polymorphism)
• ...

クラスの定義

class クラス名 {
    メンバ変数名の定義
public:
    コンストラクタの定義
    メンバ関数の定義
};

クラスの定義の例

class Point {
    double x, y;
public:
    Point ();
    Point (double new_x, double new_y);
    void set_x (double new_x);
    void set_y (double new_y);
    double get_x ();
    double get_y ();
};

(set_... と get_... はセッタ (setter) とゲッタ (getter) で、カプセル化を実装)

メンバ関数の注意点

• クラス内: クラス名なし
  例: void set_x (double new_x);
• (クラス外の) 実装: クラス名が必要
  例: void Point::set_x (double new_x) { ... }
• 使用:
  • メンバなので、記述は構造体のメンバ (メンバ変数) と同様
  • 関数なので、() が必要
  • 例: Point p(2, 3); p.get_x();

関数からメンバ関数への変換

• 関数: 引数と戻り値
• メンバ関数: レシーバ (receiver)、引数、戻り値
• 多くの場合、関数の第一引数がレシーバに
• 結果的、引数が一つ少ない
• 呼出しの具体例:
  distance(start, end); →
  double start.distance(end);
• 宣言の具体例:
  double distance(Point start, Point end); →
  double distance(Point other);
• 関数内のメンバ (変数・関数) の使用:
  レシーバのメンバはメンバ名のみ
  具体例: x - other.x

コンストラクタの注意点

• 役割: インスタンスの生成と初期化
• クラス名と同名
• 戻り値がない (void も不要)
• 引数の型の違う複数のコンストラクタが可能
• 引数なしのコンストラクタ (default constructor):
  • 他にコンストラクタがなければ自動的に用意
  • 他にコンストラクタがある場合、自動的に用意されない

C++ のヘッダファイル

• 拡張子は C と同じく .h
• クラスの定義 (コンストラクタやメンバ関数の宣言を含む)
• コンストラクタ、メンバ関数の定義 (実装) は .cpp
• ファイル名がクラス名と一致のが通例 (Point.h と Point.cpp)

今日の演習

• 08A1: 以前作ったプログラムで struct を class に変更、public:/private: の体験
• 08A2: クラスを使って点の距離の計算
• 08B1: 日付のクラスの作成
• 08C1: 複素数クラス
• 08C2: 温度クラスによる単位変換 (内部表現の隠蔽; 必須が、締め切りは月曜日)

08B1/08C1/2 ではメインプログラムを提出プログラムの最後に #include

次回までの準備

• 今日の復習
• 残りの演習問題を宿題として完成、提出
• 参考書の第 11 章 (pp. 282-311) をよく読む。
  分かるところと分からないところをよく考える。