C++
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前方宣言
出典: 【C++】ヘッダー内に他のヘッダーをincludeする量を減らそう : あんちょこ。
C/C++がなぜヘッダーとソースファイルを分けているか。ファイル単位の依存関係を減らして、ビルドしやすくするため。
ヘッダーしか存在しない場合、どれか1箇所でも変更すると、全部ビルドが必要になる。
ソースファイルはobjectファイルにコンパイルして、最後にリンクすればいい。
同じ理由で、ソースファイルには好きなだけincludeしていいが、ヘッダーファイルでのincludeは極力避けたい。
型定義だけが必要なら、ピンポイントでclass name;で前方宣言したほうがいい。
継承したり、インナークラス、オーバーライドなどする場合はincludeするしかない。
lambda
ラムダ式 (lambda expression) は関数オブジェクトをその場で定義するための機能。無名関数。
構文
[<capture list>](<parameter list>) mutable <exception> <attribute> -> <return type> { <body> }
以下は省略可能
- (): <parameter list>/mutable/<exception>/<attribute>/<return type> のどれも指定しない場合。
- mutable: キャプチャーした変数を書き換えない場合。
- <exception>: 指定しない場合。
- <attrbute>: 指定しない場合。
- -> <return type>: 型推論に任せる場合。
最小構成は以下となる。
[]{}
キャプチャー
ラムダ式は、ラムダ式外の変数をラムダ式内で参照可能にするキャプチャー (capture) という機能がある。[]内で指定する。
&=参照、==コピーの2個の基本指定があり、以下がある。
- &: 参照。
- =: コピー。
- &x: 変数xを参照。
- x: 変数xをコピー。
- &, x: デフォルトで参照、xのみコピー。
- =, &x: デフォルトでコピー、xのみ参照。
- this: *thisのメンバーを参照。
- this, x: *thisのメンバーを参照、xのみコピー。
&&
情報源: c++ - What does T&& (double ampersand) mean in C++11? - Stack Overflow。
&&は参照の参照ではない。右辺値参照。ムーブセマンティクスで使用する。
explicit
情報源: c++のexplicit指定子の使い方まとめ｜コウモリのちょーおんぱ。
explicitがあるとコピーコンストラクター (=代入) が禁止される。意図しない型変換などを抑止するらしい。
std::make_unique
情報源: c++ - make_uniqueの利点 - スタック・オーバーフロー。
unique_ptr生成時に使う。newするよりいい。処理が1回で済む。
class
this
出典: thisポインター | Microsoft Learn。
thisはインスタンス内でのみ使用可能な変数。自分のインスタンス自身を指す。
通常使うことはないが、自分のインスタンスを他の関数に引き渡す場合などに使う。
メンバー変数やメンバー関数へのアクセスはthis->が省略されているようなもの。
interface
情報源:
- C++ インターフェースの実現方法【インタフェースクラスとダックタイピング】 | MaryCore
- More C++ Idioms/インタフェースクラス(Interface Class) - Wikibooks
C++でJavaなどのinterface (関数、staticのみの派生用クラス) 相当の実現には若干工夫が必要となる。
- 全ての関数が純粋仮想関数: virtual function() = 0
- 仮想デストラクター: virtual ~destructior()
virtualは関数にオーバーライドを許可する。
仮想デストラクターがあることで、派生先側でのデストラクター呼び出しを許容する。逆に、これがないと、該当するデストラクターが呼ばれず、メモリーリークになりえるらしい。
abstract
情報源:
- 抽象クラス - C++入門
- c++ - Can a non-virtual function be equal to 0? - Stack Overflow
- 抽象クラス(C++) - 超初心者向けプログラミング入門
抽象クラス。純粋仮想関数が1個以上存在するクラス。
ベースクラスにvirtual function() = 0;がある場合、派生クラスではvirtualは別になくてもいい。
function() = 0; で同じ意味になる。
純粋仮想関数が存在する場合、継承必須になり、そのクラスはインスタンスを生成できない。
String
出典: string - cpprefjp C++日本語リファレンス
Replace
std::string::replaceが基本。
文字列の特定範囲を指定文字列で置換する。破壊的操作。
std::findの検索と併用する必要がある。
その他に、algorithmのstd::replaceもある。こちらはcharg型などの1文字同士であれば全置換できる。
findと文字列単位だとwhileなど。
/// "a, b".replaceFirst(", ", "|") 相当の文字列置換
std::string s = "a, b";
std::string t = ", "; // 検索文字列
auto pos = s.find(t); // 検索文字列が見つかった位置 （pos == 1）
auto len = t.length(); // 検索文字列の長さ （len == 2）
if (pos != std::string::npos) {
s.replace(pos, len, "|"); // s == "a|b"
}
Slice
特定文字列で検索して、一部分を切り出したいことがよくある。jsonの末端など。
std::string::size_type pos = find(".");
startsWith
情報源:
- C++ 文字列型で前方一致の検索【std::string startsWith/hasPrefix 接頭辞判定】 | MaryCore。
- How do I check if a C++ std::string starts with a certain string, and convert a substring to an int? - Stack Overflow
std::string s = "abc"; // 検索先の文字列
std::string t = "ab"; // 検索文字列
if (s.size() >= t.size() && std::equal(std::begin(t), std::end(t), std::begin(s))) {
puts("文字列`ab`で始まる文字列です");
}
個人的にはこれがシンプルでベストに近いかな。
text.substr(0, start.length()) == start
Case
情報源
#include <algorithm> std::string string = ""; std::transform(string.cbegin(), string.cend(), string.begin(), std::toupper);
contain
- Check if a string contains a string in C++ - Stack Overflow
- 【C++】std::stringで文字列が含まれるかどうかの判定【contains】 | MaryCore
文字列検索。基本はfind。C++23ならstring.containsがある。大文字小文字を無視したければ、事前に処理しておく。
if (s1.find(s2) != std::string::npos) {
std::cout << "found!" << '\n';
}
Container
std::vector
find
vectorの要素検索はそれなりの頻度で必要になる。forで自分で反復させて確認するほかにも方法がある。
std::findとstd::any_ofがある。any_ofは返却値がboolでそのまま条件判定に使えるのでこれが簡単。
出典:
findは完全一致でラムダ式が使えないので使いにくい。find_ifはfindのラムダ式が使える版。基本はfind_if。見つかった値をそのまま使える。
string element_to_check = "nibble";
vector<string> data_types = {"bit", "nibble",
"byte", "char",
"int", "long",
"long long", "float",
"double", "long double"};
if (any_of(data_types.begin(), data_types.end(),
[&](const string& elem) { return elem == element_to_check; })) {
printf("%s is present in the vector\n", element_to_check.c_str());
}
if (*find(data_types.begin(), data_types.end(), element_to_check) == element_to_check) {
printf("%s is present in the vector\n", element_to_check1.c_str());
} else {
printf("%s is not present in the vector\n", element_to_check1.c_str());
}
std::pair/std::tuple
- pair - cpprefjp C++日本語リファレンス
- tuple - cpprefjp C++日本語リファレンス
- 【C++】std::pair, tupleの基本的な使い方 - osazoの技術ブログ
キーバリュー形式のデータ型。
std::pairはstd::map類の要素の型。キーバリューで一対一。std::mapは勝手にソートされる。追加順にしたかったら、自分でstd::vector<std::pair>でmapに似た構造を作るしかない。
#include <iostream>
#include <utility>
#include <string>
int main()
{
// pairオブジェクトの構築
std::pair<int, std::string> p = std::make_pair(1, "hello");
// 要素の参照
std::cout << p.first << std::endl;
std::cout << p.second << std::endl;
}
std::tupleは一体多の型。std::pairのバリュー部分に独自の構造体を使えば似たようなことはできるが、専用の構造体が不要なのが便利。
#include <iostream>
#include <tuple>
#include <string>
int main()
{
// 3要素のタプルを作る
std::tuple<int, char, std::string> t = std::make_tuple(1, 'a', "hello");
// 0番目の要素を参照
int& i = std::get<0>(t);
std::cout << i << std::endl;
// 2番目の要素を参照
std::string& s = std::get<2>(t);
std::cout << s << std::endl;
}
