09_クラスの定義と使い方

09：クラスの定義と使い方

はじめに

この章では、C++でオブジェクト指向プログラミングの基本となる「クラス」について学びます。

クラスとは何か

クラスは「設計図」です。

変数（データ） と 関数（処理） をひとまとめにしたもの
クラスから作られる実体を「オブジェクト（インスタンス）」と呼びます

最低限のクラス定義と実行例（09_hello_class.cpp）

C++で最もシンプルなクラスの例として、次のような形からスタートできます。まずは読めるようになることを目指してください。

#include <iostream>
using namespace std;

// クラスの定義
class Greeting {
public:
    void sayHello() {
        cout << "Hello, World!" << endl;
    }
};

int main() {
    Greeting g;  // クラスからオブジェクトを作成
    g.sayHello();  // メンバ関数を呼び出し

    return 0;
}

解説

class Greeting { ... }; で Greeting という型（設計図） を作成
sayHello() は Greeting型の 機能（メンバ関数）
Greeting g; で Greeting型の オブジェクト（実体） を作成
g.sayHello(); でオブジェクトの機能を実行
結果として "Hello, World!" と画面に表示される

このように、クラスは型を作り、オブジェクトはその型の実体 という関係になります。

クラスの定義と使い方（09_student_example.cpp）

#include <iostream>
using namespace std;

// クラスの定義
class Student {
public:
    string name;
    int score;

    void show() {
        cout << name << " の点数は " << score << " 点です。" << endl;
    }
};

int main() {
    // クラスからオブジェクトを作成
    Student s;
    s.name = "Tanaka";
    s.score = 80;

    s.show();  // メンバ関数を呼び出し

    return 0;
}

解説

class クラス名 { ... }; でクラスを定義
public: で公開メンバ（外からアクセス可能）を宣言
string name と int score は メンバ変数（データ）
void show() は メンバ関数（処理）
Student s; で オブジェクト（実体） を作成
s.name, s.score, s.show() でオブジェクトの機能を使う

public: で公開メンバ（外からアクセス可能）を宣言と説明しましたが、これはアクセス修飾子と呼ばれ、どこからアクセス可能か を指定するものです。

アクセス修飾子とは（public / private / protected）

C++のクラスでは、メンバのアクセス範囲を指定できます。

修飾子	アクセスできる範囲	用途
`public`	どこからでも可	外部から使わせたい関数や変数
`private`	クラス内部からのみ可	外部に見せたくないデータや内部処理
`protected`	クラスとその派生クラスから可	継承先には公開したいが、外部からは隠したい場合

例：privateな変数とpublicな関数の使い方（09_account_example.cpp）

class Account {
private:
    int balance;

public:
    Account() {
        balance = 0;
    }

    void deposit(int amount) {
        balance += amount;
    }

    void show() {
        cout << "残高: " << balance << "円" << endl;
    }
};

このように、データを隠して操作だけを公開するのが基本的なクラス設計です。

理解度チェック

問題1（09_class_basic.cpp）

次のコードを実行すると何が表示されますか？

#include <iostream>
using namespace std;

class Book {
public:
    string title;

    void print() {
        cout << "タイトル: " << title << endl;
    }
};

int main() {
    Book b;
    b.title = "C++入門";
    b.print();
    return 0;
}

正解・解説を見る

タイトル: C++入門

演習問題

問題2（09_class_practice.cpp）

「商品」を表す Product クラスを作成し、

商品名（name）
価格（price）を持たせ、情報を表示するメンバ関数を作りなさい。

解答例を見る

// 09_class_practice.cpp
#include <iostream>
using namespace std;

class Product {
public:
    string name;
    int price;

    void display() {
        cout << name << " は " << price << " 円です。" << endl;
    }
};

int main() {
    Product p;
    p.name = "りんご";
    p.price = 150;
    p.display();

    return 0;
}

↓は枝情報です

メソッド？メンバ関数？

オブジェクト指向の話をしていると、「メソッド」という言葉を耳にすることがあります。ところが、C++ではあまり「メソッド」という言葉は使われません。代わりに「メンバ関数（member function）」と呼ぶのが一般的です。

■メソッドとメンバ関数の違い

実は機能的な違いはありません。どちらも「クラスの中で定義され、オブジェクトから呼び出される関数」のことです。

■なぜ呼び方が違うの？

言語の設計思想と歴史の違いによります。

用語	主な使用言語	背景
メンバ関数	C++, C++系教材	C言語の流れをくんだ関数中心の設計
メソッド	Java, Python, C#	純粋なオブジェクト指向を前提とした設計

C++は C 言語の拡張として生まれたため、「関数」という言葉をそのまま使い、「クラスの中にある関数＝メンバ関数」と呼ぶようになりました。

■メソッドと呼んではいけない？

いいえ、呼んでも間違いではない ただし、C++の文脈では「メンバ関数」という言葉が定着しているため、ドキュメントや講義ではそれに合わせて使った方が自然です。

■まとめ

メソッドもメンバ関数も意味は同じ。ただし、C++では「メンバ関数」と呼ぶのが一般的。なぜなら、C++は「関数」中心のC言語から進化したからです。

まとめ

クラスは「設計図」、オブジェクトはその「実体」
メンバ変数（データ）とメンバ関数（処理）をまとめて管理
public で外からアクセス可能にする