プログラミングII
第 ５ 回
関数へのObject渡し
値，ポインター
田向
前回までの復習
クラスとオブジェクト
• データ構造を設計して決めるのが
class ABC ｛…｝；
• このデータ構造でメモリ領域を確保
して，オブジェクトとして宣言する．
ABC obj1；
ABC obj2;
• オブジェクトに対して操作する．
– 初期化，
– 入出力など
• クラスには，メンバー変数，メンバー
関数が定義できる．
– focus で見える，見えない
•
public， private など
C++プログラム作成・実行
• クラスをヘッダー・ファイル
ｘｘｘｘｘ．Ｈ
に作る．
• クラスにはメンバー変数，メンバー
関数の宣言を書く．
• 実装コードを ｘｘｘｘｘ．ｃｐｐファイル
に書く．
– Class_name::func(…）{…}；
• main｛・・・｝でオブジェクトを生成し
て，メンバー関数を呼んで，メン
バー変数の読み書きを行う．
• メンバー変数の中でも，オブジェクト
を生成することが出来る．
コンストラクタ，デストラクタ
• メモリに動作領域を確保するのがコ
ンストラクタ
– 以前のコンパイラーは自動で暗
黙裡にやっていた
– ユーザーが明確に書かなければ
ならない．
• OS（システム）管理のメモリを要求
する．Cではmalloc（）がしていた．
• 面倒だか，ダンプ記述（cout等）を
すればデバッグが容易になる
• 不要になったメモリを開放するのが
デストラクタ
• 要するに オブジェクトは生成され，
使用され，破棄される．
– なれるのは大変だが，大事
関数，メンバー関数
• Cでは関数の引数では値渡し．
– 引数の値を取り出して関数に
送っている．
– ポインタ変数に対して 変数のア
ドレスを値として渡している．
– 渡された値をアドレスと解釈して
メモリへの読み書きをしている．
– C++でも同じで値渡しである．
• 関数の引数がオブジェクトの場合に
はどうする？
– オブジェクトの値とは，一つでな
い．
– メンバー変数以外にメンバー関
数もある．メンバー関数の値は何
か？考えなくてはいけない．
関数引数に関する
オブジェクトの扱い方
関数へのobjectの引渡し：内容
• C,C++では値渡しが原則
– オブジェクトの値を渡す？
• オブジェクトそのままをコピーして渡
す．オブジェクトが大きいと大変．
• 一時的に，オブジェクトが作られる．
– コンストラクタが呼ばれる？
– コンストラクタは初期化用であり，今の
値とは違う．
– コピー・コンストラクタと言うものがある
• コンパイラーが影で名前をつける．
• 関数を抜けるときに廃棄される．
– デストラクタが呼ばれる．
– オブジェクトの代入と同じ
• 元のオブジェクトには影響が無い
• オブジェクトの中に動的なメモリが
あると問題がある．
関数へのobjectの引渡し：例
#include <iostream>
using namespace std;
class samp { int i;
public:
samp(int n) { i = n; }
int get_i() { return i; } };
int sqr_it( samp o )
{ return o.get_i() * o.get_i(); }
int main()
{
samp a(10), b(2);
cout << sqr_it(a) << "\n";
cout << sqr_it(b) << "\n";
return 0;
}
Objectの値渡し：例２
#include <iostream>
using namespace std;
class samp { int i;
public:
samp(int n) { i = n; }
void set_i(int n) { i = n; }
int get_i() { return i; } };
void sqr_it(samp o) {
o.set_i(o.get_i() * o.get_i());
cout << "iのコピーの値は " << o.get_i();
cout << "\n"; }
int main(){
samp a(10);
sqr_it(a); // 値呼び出し
cout << "しかし、a.iはmain()で変更されない: ";
cout << a.get_i(); return 0; }
オブジェクトのアドレス
• ポインタ変数
– 対象（オブジェクト，変数）の
アドレスを値として持つ変数
– オブジェクトの先頭アドレスを値として
持つ
– コンパイラはオブジェクト名から先頭ア
ドレスを取り出すことが出来る
s1
strtype * sp1;
sp1= &s1;
ベースアドレス
ｆ
IE L D
N A M
E 1
ｆ
IE L D
N E M
E 2
オブジェクトのアドレス渡し
• ポインター変数で渡す
クラス名 * ポインター変数名；
で定義する．
– オブジェクトが存在している場所
を教える．
• オブジェクトの先頭のアドレス
• オブジェクトはコピーしない
– どんなに大きくても先頭アドレスだけが
コピーされる
– オブジェクトのアドレスは
単項演算子 ＆ で取り出せる
• ＆で取り出した値はアドレスである
のでポインタ変数にしまう．
• アドレスにも型があるとエラーチェッ
クができる
Objectのアドレス渡し
#include <iostream>
using namespace std;
class samp { int i;
public:
samp(int n) { i = n; }
void set_i(int n) { i = n; }
int get_i() { return i; } };
void sqr_it(samp *o){
o->set_i(o->get_i() * o->get_i());
cout << "iのコピーの値は " << o->get_i();
cout << "\n"; }
int main(){
samp a(10);
sqr_it(&a);
cout << "今、main()は変更された: ";
cout << a.get_i(); return 0; }
オブジェクトの返しI
関数からの返り値も引数渡しと同じ？
• オブジェクトを返す時，オブジェクト
はコピーされるのか？
– 一時的なオブジェクトが作られる．
このオブジェクトは何時，開放さ
れるのか？
• 関数を抜けた時では，使えない．
• どこかに代入された後．
– デストラクタが呼ばれる．
この処理は判り難い．これに起因
するエラーは頻繁に起こる．
オブジェクトの返しII
#include <iostream>
#include <cstring>
using namespace std;
class samp { char s[80];
public:
void show() { cout << s << "\n"; }
void set(char *str) { strcpy(s, str); } };
samp input(){ char s[80]; samp str;
cout << "文字列の入力: ";
cin >> s;
str.set(s);
return str; }
int main(){
ob = input();
ob.show();
return 0; }
samp ob;
オブジェクトを返す時に起きるエラー
#include <iostream>
#include <cstring>
#include <cstdlib>
using namespace std;
class samp { char *s;
public:
samp() { s = '\0'; }
~samp() { if(s) free(s);
//動的メモリ注意が必要
cout << "sを解放\n"; }
void show() { cout << s << "\n"; }
void set(char *str); };
void samp::set(char *str){
s = (char *) malloc(strlen(str)+1);
if(!s) { cout << "メモリ割り当てエラー\n";
exit(1); }
strcpy(s, str); }
デストラクタが3回呼ばれる．
samp input( ){
char s[80]; samp str;
cout << "文字列の入力: ";
cin >> s;
str.set(s);
return str; }
int main( )
{
samp ob;
ob = input(); //ここで 問題が発生する
ob.show();
return 0;
}
C++の作成手順
•
•
必要なClassを作成する．
•
•
空の場所だけを作る．
空の関数を作る．
Class間の取り決めを作る．
1. 必要な情報，変数を決める．
2. やり取りするメッセージを決める．
1. データ，命令，関数
•
関数の中身を記述する．
1. オブジェクトを生成する．
2. オブジェクト間の処理を書く．
•
オブジェクト間でのメッセージのやり取り
で処理が進んでいく．
手続き型のプログラム
1. 今までは，処理の流れを先に決める．
2. 次に，必要な変数，配列を決める．
3. 変数の値を取り出し，計算して，
4. 計算結果を変数に入れる．---これの繰り
返し，
5. 条件と制御：
– さらに，複数の条件でもプログラムが
動くように条件文を加える．
• 関数： 処理の流れの中で使われる．
変数を持ってくる．
計算結果を書き込む．
何処から変数を持ってきて，
何処にしまうか
C++の作成手順 II
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処理中心から，データ中心に大きく変更
処理は，データ：オブジェクトの付属物．
オブジェクトが他のオブジェクトに作用．
オブジェクト間の関係，相互作用が重要
オブジェクト全体を大局的に決めれば，オ
ブジェクト相互の関係は局所的，
すなわち，局所的な変更の影響は
全体に及ばない．
オブジェクトをもっと自由に使う
やって見ることが大事．
慣れるまで，何でもクラスにできるか考えて
みる．
処理は後回し
クラスの関係に注目する．
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