C++ FAQ #TechLunch

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1. C++ FAQ katsura@livesense.co.jp

2. ポインタとは何か • (1)メモリ内で型指定されたオブジェクトを識別す るために使用される値(アドレス)。 • (2)そのような値を保持する変数。

3. リファレンス(参照)とは何か • (1)型指定された値のメモリ内での位置を示す 値 • (2)そうした値を保持する変数 • int& m =

   n; • 結合変えはできない

4. なぜ違う型のポインタは代入出来ないか • int*とchar*は両方ともアドレス値であるのに代 入時にエラーになるのはなぜか • サイズが違うときに他の領域への上書きが起 こってしまうから。int = doubleはキャストが起こ るため可能だが、*int

   = *doubleは不可。 • ただし reinterpret_cast を使用すれば可能。

5. メモリレイアウトはどうなっているのか • コード用のコードストレージ(テキストストレージ) • グローバル変数用の静的ストレージ • 関数の引数とローカル変数のためのスタック。 動的領域に比べて速い。 • 動的その１。new/deleteで操作するフリースト

   ア。 • 動的その２。malloc/freeで操作するヒープ。

6. new演算子とは何か • フリーストアからメモリを確保し、コンストラクタ の呼び出しによってオブジェクトを作成し、その ポインタ(T*)を返す。 • 複数のオブジェクト(配列)を作成した場合は、最 初のオブジェクトへのポインタを返す。

7. delete演算子とは何か • delete演算子はnew演算子によって割り当てら れたメモリをフリーストアに返す。 • 解放済みのポインタに対してのdelete(double free)はエラーになる。 • nullポインタはdouble freeしても害はない。

   • どちらにせよアプリケーション終了時にはOSに 全て返される。

8. newとdeleteにおける注意点 • new演算子はコンストラクタの中だけで使用し、 delete演算子はデストラクタの中だけで使用す ると良い

9. nullポインタとは何か • ポインタに代入される0の値 • C言語だと(void*)0だが、C++では0 • 実装として「アドレスが0」である必要はない • オーバーロードがbuggy

10. void* とは何か • コンパイラが型を知らないメモリへのポインタ • 型を知らないコード間でアドレスをやりとりした いときに使用 • コールバック関数のアドレス引数や、最も低いレ ベルのメモリ割り当て(new演算子の実装)など

    • C++ではvoid*からT*への暗黙的な変換は無効

11. C++11のnullptrとは何か • nullポインタを指定するためにのみ予約された 新たなキーワード • あらゆるポインタ型との比較・代入ができる

12. static_castとは何か • void*から特定の型へのキャストを行う • void* n = new int(1); •

    int* m = static_cast<int*>(n)

13. reinterpret_castとは何か • intとdouble*など関連のない型の間での変換を 可能にする • int a = 3; •

    double* b = new double(4.4); • a = reinterpret_cast<int>(b);

14. const_castとは何か • constをキャストによって取り去る • const int* n = new int(5);

    • int* m = const_cast<int*>(n); • ++*m;

15. スマートポインタとは何か • deleteを呼ばなくてもスコープから外れたら削除 してくれるようにするオブジェクトポインタのラッ パー • 標準のstd::auto_ptr • boostのboost::shared_ptr (参照カウント)

    • C++11からはshared_ptrがstdに

16. ジェネリックプログラミングとは何か • テンプレートを使用すること • 引数として表されるさまざまな型に対応するコー ドを記述すること。ただし、それらの引数型が特 定の構文上および意味的な要件を満たすこと が前提となる。 • パラメータポリモルフィズム(OOPのはアドホック

    ポリモルフィズム)

17. ジェネリックとオブジェクト指向の対比 • ジェネリックプログラミングはテンプレートによっ てサポートされ、コンパイル時の決定に依存す る • オブジェクト指向プログラミングはクラス階層と 仮想関数によってサポートされ、実行時の決定 に依存する

18. クラスとは • オブジェクトの表現と、それらのオブジェクトで許 可される操作を定義するための型

19. クラスはどこから来たか • Simula

20. private継承とは何か • class Foo : private BaseFoo • 基底クラスのすべてのメソッドはprivateになる •

    型変換は行われない • is-implemented-in-terms-of関係 • 実装継承 • 殆どの場合、コンポジションを使うべき

21. virtual function(仮想関数)とは何か • オーバーライドされ得る関数 • SimulaのINSPECT文(instanceof)をStroustrup はわざとC++に導入しなかった

22. 関数ポインタとは何か • 関数のエントリポイント(アドレス値)を保持した 変数 • 受け渡しが可能

23. 関数オブジェクトとは何か • ()演算子をオーバーロードしたオブジェクト • 関数みたいに呼び出せる • ファンクタ(functor)とも言う

24. 多重継承(MI) • 「多重継承をRelease2.0に加えたことは間違い だった(もっと優先すべきがあった)」 Stroustrup • 「多重継承は脱出用パラシュートである。ふだん は要らないが必要なときには不可欠だ」 Booch •

    「どのくらすがどのくらすのきのうをりようしてい るのかわかりにくくなる」 Matz

25. 例外処理の目標 • リターンの仕組みの一種ではなくて、障害許容 システムの構築をサポートするための仕組みで ある。 • すべての関数を障害許容にするものではなく、 個々の関数に充実したエラー処理の機能を装 備させていない場合でも、サブシステムに良質 な障害許容性を与える仕組みである。

    • たった一つの"正しい"エラー処理へアプリケー ションの設計者を縛り付けるのではなく、言葉を より表現力豊かにするための仕組みである。

26. 例外はthrow地点から再開出来るべきか pros • 再開は終了を含んでいる(より一般的) • リソース不足のときなどに有用 cons • 終了の方がシンプル •

    ライブラリとユーザーの密結合を招く

27. STLとは何か • Standard Template Library • アレクサンドル・ステパノフが作成 • Templateを使ったコンテナ・イテレータ・アルゴ リズムの集合

    • vectorとかlistとかsetとかmapとか

28. boostとは何か • モダンなライブラリ • C++11に多数採用される • lambda, regex, shared_ptr, foreachなど

    • 変わった所ではtribool, optional, anyなど

29. 次回は？ C++11 FAQ