C++のクラス

[前のレッスンでは]、[私たちは]struct[を使って、異なる]型[の]変数[を1つの単位としてまとめました]。

[しかし、現実世界の事物には][属性]（[名前]、[年齢]など）だけでなく、[行動]（[歩く]、[話す]など）も[ある]。

クラス[とは、]「[事物]」[を]記述するためのもの――[それは][属性][と][振る舞い]をカプセル化[する]ものである。

1. クラスとは何ですか？

(1) 1.1 [生活の中の]クラス

[生活シーン]	番組[での対応]
[建築設計図]（[建物の構造が記載されている]）	class（[物事を記述する]テンプレート）
[図面に基づいて建てられた家]（[実際の物体]）	object（class[の]インスタンス）

クラスとオブジェクト：

クラス[とは]テンプレート（[説明]「[学生]」にはどのような属性や行動があるべきか）
オブジェクト[は]インスタンス（[テンプレートに基づいて][作成された具体的なもの]――「[張三]」「[この学生]」）

(2) 1.2 なぜクラスが必要なのか？

[不要]class（[必要]struct，[制限あり]）：

CPP

#include iostream
#include string

struct Student {
 std::string name;
 int age;
 double score;
};

int main() {
 Student s1 = {"Alice", 20, 92.5};
 // ❌ "..."（"..."）
 return 0;
}

[用]クラス（[完全]）：

CPP

#include iostream
#include string

class Student {
public:
 std::string name;
 int age;
 double score;
 
 void introduce() {
 std::cout << "My name is" << name << "，I'm" << age << "years old。" << std::endl;
 }
};

int main() {
 Student s1;
 s1.name = "Alice";
 s1.age = 20;
 s1.introduce(); // ✅ "..."
 return 0;
}

2. class[の定義]*

(1) 2.1 [基本構文]

CPP

class {
public:
 // （）
};

💡 [ポイント]： クラス[の定義は][セミコロン][で終わる]！（[struct][と同様に]）

▶ サンプル 1: [定義] Student クラス (難易度 ⭐)

CPP

#include iostream
#include string

class Student {
public:
 // （）
 std::string name;
 int age;
 double score;
 
 // （）
 void introduce() {
 std::cout << "My name is" << name << "，I'm" << age << "years old。" << std::endl;
 }
 
 void study() {
 std::cout << name << "..." << std::endl;
 }
};

int main() {
 Student s1;
 s1.name = "Alice";
 s1.age = 20;
 s1.score = 92.5;
 
 s1.introduce();
 s1.study();
 
 return 0;
}

▶ 試してみよう

出力：

TEXT

 Alice， 20。
Alice ...

3. [アクセス権限の管理]*

C++のクラスには、public（[パブリック]）、private（[プライベート]）、protected（[プロテクト]）の3つのアクセス権限があります。

(1) 3.1 パブリックとプライベート*

[権限]	class[外部からアクセス可能か]？	[用途]
public	✅ [能]	[対外]インターフェース（[外部から利用可能]）
非公開	❌ [不可]	[内部実装]（[詳細を非表示]）

例：

CPP

#include iostream
#include string

class Student {
private:
 std::string name; // ...
 int age;
 
public:
 // setter getter
 void setName(const std::string& n) {
 name = n;
 }
 
 std::string getName() {
 return name;
 }
};

int main() {
 Student s1;
 // s1.name = "Alice"; // ❌：name Yes's
 s1.setName("Alice"); // ✅ Yes
 std::cout << s1.getName() << std::endl;
 return 0;
}

💡 カプセル化[概念]： [属性を] private に設定し、public [の] setter/getter [を通じて] アクセスする――[これにより、アクセスロジックを制御できる]（[例えば、年齢が負の数値ではないかを確認するなど]）。

4. コンストラクタ（Constructor）*

(1) 4.1 コンストラクタとは何か？

コンストラクタ[とは]クラス[に含まれる特別な]関数であり、[オブジェクトを]作成[する際に自動的に呼び出される]ものです。

[特徴]	[説明]
関数名	[和]クラス[名と同じ]
[戻り値なし]	[連] `void` [何も書かない]
[自動呼び出し]	[オブジェクト作成時に自動実行]

▶ サンプル 2: [定義]コンストラクタ (難易度 ⭐⭐)

CPP

#include iostream
#include string

class Student {
private:
 std::string name;
 int age;
 
public:
 // ...
 Student(const std::string& n, int a) {
 name = n;
 age = a;
 std::cout << "Student：" << name << std::endl;
 }
 
 void introduce() {
 std::cout << "My name is" << name << "，I'm" << age << "years old。" << std::endl;
 }
};

int main() {
 Student s1("Alice", 20); // ✅ callingconstructor
 s1.introduce();
 
 return 0;
}

▶ 試してみよう

出力：

TEXT

Student：Alice
 Alice， 20。

5. デストラクタ（Destructor）*

(1) 5.1 デストラクタとは何か？

デストラクタ[は]クラス[に含まれるもう一つの特別な]関数であり、オブジェクト[が破棄される際に自動的に呼び出される]ものです（[例えば]関数が[終了したとき]や、delete [が実行されたとき]など）。

[特徴]	[説明]
関数名	`~class[名]`
[戻り値なし]	[連] `void` [何も書かない]
[引数なし]	[引数を受け付けない]
[自動呼び出し]	オブジェクト[破棄時に自動的に実行される]

▶ サンプル 3: [定義]デストラクタ (難易度 ⭐⭐)

CPP

#include iostream
#include string

class Student {
private:
 std::string name;
 
public:
 // ...
 Student(const std::string& n) {
 name = n;
 std::cout << "：" << name << "..." << std::endl;
 }
 
 // ...
 ~Student() {
 std::cout << "：" << name << "..." << std::endl;
 }
};

int main() {
 Student s1("Alice"); // ...
 // main，s1，callingdestructor
 return 0;
}

▶ 試してみよう

出力：

💡 [用途]： [デストラクタ内でリソースを解放する]（[fileの閉じたり]、[動的メモリを解放したり]など）。

6. このポインタ*

(1) 6.1 このポインタとは何ですか？

this [は][現在の]オブジェクト[を指す]ポインタ——[メンバ関数][内では]、this [を使って現在の]オブジェクト[にアクセスできる]。

▶ サンプル 4: [用] this [区分同名パラメータ] (難易度 ⭐⭐)

CPP

#include iostream
#include string

class Student {
private:
 std::string name;
 
public:
 void setName(const std::string& name) { // ⚠️ and
 this->name = name; // ✅ Using this->
 }
 
 std::string getName() {
 return this->name; // ✅ this-> （）
 }
};

int main() {
 Student s1;
 s1.setName("Alice");
 std::cout << s1.getName() << std::endl;
 return 0;
}

▶ 試してみよう

💡 [ヒント]： [パラメータ名と]メンバー変数名[が異なる場合]、this->は[省略してもよい]（[省略することを推奨]、コードが[より簡潔]になる）。

7. 演習：[簡単な銀行口座]クラス*

▶ サンプル 5: BankAccount クラス (難易度 ⭐⭐⭐)

CPP

#include iostream
#include string
#include iomanip

class BankAccount {
private:
 std::string owner;
 double balance;
 
public:
 // ...
 BankAccount(const std::string& o, double initialBalance) {
 owner = o;
 if (initialBalance >= 0) {
 balance = initialBalance;
 } else {
 balance = 0.0;
 std::cout << "⚠️， 0" << std::endl;
 }
 }
 
 // ...
 void deposit(double amount) {
 if (amount > 0) {
 balance += amount;
 std::cout << "！+" << amount << std::endl;
 } else {
 std::cout << "⚠️ 0" << std::endl;
 }
 }
 
 // ...
 void withdraw(double amount) {
 if (amount > 0 && amount <= balance) {
 balance -= amount;
 std::cout << "！-" << amount << std::endl;
 } else if (amount <= 0) {
 std::cout << "⚠️ 0" << std::endl;
 } else {
 std::cout << "⚠️" << std::endl;
 }
 }
 
 // ...
 void queryBalance() {
 std::cout << std::fixed << std::setprecision(2);
 std::cout << "：" << balance << "..." << std::endl;
 }
};

int main() {
 BankAccount account("MOTO", 1000.0);
 
 account.queryBalance();
 account.deposit(500.0);
 account.queryBalance();
 account.withdraw(200.0);
 account.queryBalance();
 account.withdraw(2000.0); // ...
 
 return 0;
}

▶ 試してみよう

[動作結果]：

⚠️

❓ よくある質問

Q コンストラクタは[オーバーロード][できますか]？

A [できます]！[複数の]コンストラクタ（[引数が異なるもの]）を定義できます。

📖 まとめ

class[は、事物を記述する]テンプレートであり、object[は、その]テンプレート[に基づいて]作成されたインスタンスである
クラス[3つのアクセス権限あり]：public（[パブリック]）、private（[プライベート]）、protected（[プロテクト]）
コンストラクタ：[オブジェクトの作成時に自動的に呼び出され]、[初期化に使用される]
デストラクタ：オブジェクト[破棄時に自動的に呼び出される]、[リソースを解放するために使用される]
this ポインタ[現在を指す]オブジェクト

📝 練習問題

初心者（難易度 ⭐）： Bookというクラスを定義し、[書名]、[著者]、[価格]の3つのプライベートメンバーを含める。

[パブリックな] セッター [および] ゲッター
main 内で Book オブジェクトを 2 つ作成し、[情報を] 出力する

中級（難易度 ⭐⭐）： Rectangleというクラスを定義し、[幅と高さの2つのプライベート]メンバーを含める。

[提供]コンストラクタ（[引数付き]）
[提供] double getArea() [および] double getPerimeter() メンバー関数
main [でテスト]

上級（難易度 ⭐⭐⭐）： Dateというクラスを定義し、[年]、[月]、[日]の3つのプライベートメンバーを含める。

[提供]コンストラクタ（[引数付き]）
[提供] bool isValid() メンバー関数（[日付が有効かどうかを判定]）
[提供] void print() メンバー関数（出力[日付]、[形式]：2024-02-29）
main [でテスト]
クラス：[データと操作を]カプセル化[する]
オブジェクト[は]クラス[の]インスタンスであり、[を通じて] . [または] -> [メンバーにアクセスする]
[アクセス修飾子]：public/protected/private
メンバー関数は[クラス]内で宣言され、[クラス]内または[クラス]外で定義[できる]
コンストラクタ：object[作成時に自動的に呼び出される]、[初期化に使用される]

8. 🚀 次は

[クラスとオブジェクトの基礎]を学んだので、[次は] コンストラクタの応用編（[第]29[回]）――デフォルトコンストラクタ、コピーコンストラクタ、移動セマンティクス（C++11の[新機能]）について学びましょう！

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1. クラスとは何ですか？

(1) 1.1 [生活の中の]クラス

(2) 1.2 なぜクラスが必要なのか？

2. class[の定義]*

(1) 2.1 [基本構文]

▶ サンプル 1: [定義] Student クラス (難易度 ⭐)

3. [アクセス権限の管理]*

(1) 3.1 パブリックとプライベート*

4. コンストラクタ（Constructor）*

(1) 4.1 コンストラクタとは何か？

▶ サンプル 2: [定義]コンストラクタ (難易度 ⭐⭐)

5. デストラクタ（Destructor）*

(1) 5.1 デストラクタとは何か？

▶ サンプル 3: [定義]デストラクタ (難易度 ⭐⭐)

6. このポインタ*

(1) 6.1 このポインタとは何ですか？

▶ サンプル 4: [用] this [区分同名パラメータ] (難易度 ⭐⭐)

7. 演習：[簡単な銀行口座]クラス*

▶ サンプル 5: BankAccount クラス (難易度 ⭐⭐⭐)

❓ よくある質問

📖 まとめ

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