4章：クラス

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人目のC++(C)言語入門受講生です。

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 0. はじめに

 1. オブジェクト指向とは？
　　　1. オブジェクト指向とクラス
　　　 2. 継承
　　　 3. カプセル化
　　　 4. ポリモーフィズム

 2. ストリーム
　　　 1. 出力
　　　 2. マニピュレータ
　　　 3. 入力
　　　 4. ファイル
　　　 5. 練習問題1
　　　6. 文字列
　　　 7. 練習問題2

3. C++の新しい文法
　　　 1. 新しい型bool
　　　2. デフォルト引数
　　　 3. newとdelete
　　　4. 参照型
　　　 5. const
　　　6. 変数の宣言
　　　 7. 例外
　　　 8. オーバーロード
　　　 9. テンプレート関数
　　　 10. 名前空間

 4. クラス
　　　 1. クラスとは
　　　 2. クラスの宣言
　　　 3. クラスの実装
　　　 4. コンストラクタとデストラクタ
　　　 5. クラスの使用法
　　　 6. 例題）スタッククラス
　　　 7. テンプレートクラス
　　　 8. 練習問題
　　　 9. 参照型
　　　 10. 代入演算子
　　　 11. コピーコンストラクタ
　　　 12. 構造体
　　　 13. メンバー変数の初期化
　　　 14. 内部クラス
　　　 15. 無名クラス
　　　 16. 無名共用体
　　　 17. 演算子の作り方
　　　 18. friend
　　　19. 練習問題
　　　 20. クラス変数(静的変数)
　　　21. 静的関数
　　　 22. クラスと関数ポインタ

 5. クラスの包含
　　　 1. 包含とは
　　　 2. クラスの作成・破壊
　　　 3. メンバーイニシャライザ
　　　 4. ポインタによる包含
　　　 5. 参照による包含
　　　 6. 練習問題

 6. 継承
　　　 1. 継承とは
　　　 2. スーパークラスのコンストラクタ
　　　 3. 継承とキャスト
　　　 4. スコープ
　　　 5. クラスの作成・破壊
　　　 6. 派生の種類
　　　 7. 仮装関数
　　　 8. 純粋仮装関数
　　　 9. 仮装デストラクタ
　　　 10. 例題）例外クラス
　　　 11. V-table(VF-table)
　　　12. 例題）お絵かきソフト
　　　 13. 継承と包含
　　　 14. 多重継承
　　　 15. 多重継承の用途
　　　 16. 仮想クラス
　　　 17. 実行時型情報(RTTI)
　　　18. dynamic_cast

7. STL
　　　1. STLとは
　　　 2. STLの歴史
　　　 3. STLの構成
　　　 4. コンテナ
　　　 5. vector
　　　6. イタレーター
　　　 7. クラスとSTL
　　　8. list
　　　9. queue
　　　10. deque
　　　11. priority_queue
　　　12. stack
　　　13. map
　　　14. mutimap
　　　15. set
　　　16. multiset
　　　17. bitset
　　　18. アルゴリズム
　　　 19. basic_string
　　　20. コンテナを作ろう
　　　 21. アルゴリズムを作ろう
　　　 22. 配列とアルゴリズム

 8. その他
　　　 1. 変数名について

 9. その後は
　　　 1. ヒューマンアカデミー C言語講座
　　　 2. el school C言語講座

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18. friend

　　変数は基本的に全てをprivateかprotectedにするということは前述の通りです。しかし特別な関数からは無条件にprivateあるいはprotectedの変数や関数にアクセスしたい場合があります。このときにfriendを用いると、他のクラスや外部の関数から privateやprotectedの変数・関数にアクセスすることができます。

　　「特別な場合」というのは、演算子を作る場合や、GUIなどです。例えば、比較演算子(==, <, >, <=, >=)は、クラスの中身を調べる必要があることがほとんどです。この場合、いちいち変数を取得する関数を呼び出しているのは面倒なので、friendとして定義して、その演算子からは無条件で変数にアクセスできるようにします。

　　前述のNumberクラスでは、「double operator-(const int& n, const Number& num)」という外部関数から実際のデータを表す「Int」「Double」という変数にアクセスしています。これは「Int」「Double」という変数がpublicな変数であるため、実装できていますが、本来ならば「Int」「Double」はprivateかprotectedにするべきです。もし、privateかprotectedにしてしまえば、外部関数からこれら変数にアクセスできなくなってしまいます。したがって、friendにして、外部関数からでもアクセスできるようにします。

　　また、GUIはメンバー変数を表示する場合が多々あります。この場合も変数を取得する関数を呼び出すのは面倒なので、GUIを担うクラスをfriendとしておきます。

　　このようにfriendには２つの使い方があります。1)外部関数をfriendにする場合と、 2)他のクラスをfriendにする場合です。

　　あるクラスをfriendクラスにするためには、クラス宣言内で、「friend class ???」と宣言します。またある関数をfriendにするためには、同じくクラス宣言内で、「friend 戻り値関数名(引数の型...)」と宣言します。

　　では、前述のNumberクラスの変数「Int」「Double」をprivateにしてみます。これに伴って、４つの外部関数がfriend関数になります。また、GUIクラスをfriendにしてみます。変更点はアンダーラインで示しました。

Number.h
#ifndef NUMBER_H #define NUMBER_H class Number{ friend class GUI; // GUIクラスをfriendにする public: // 整数か小数かの区別 enum KIND{ INTEGER, DOUBLE, }kind; private: // 実際のデータ union{ int Int; double Double; }; public: // 小数をもらうコンストラクタ Number(double d){ *this = d; } // 整数をもらうコンストラクタ // デフォルトコンストラクタを含む Number(int n = 0){ *this = n; } // 代入演算子：整数をセットする Number& operator=(const int& n){ Int = n; kind = INTEGER; return *this; } // 代入演算子：小数をセットする Number& operator=(const double& d){ Double = d; kind = DOUBLE; return *this; } // 足し算：小数 double operator+(const double& d)const{ return (kind == DOUBLE ? Double + d : Int + d); } // 足し算：整数 double operator+(const int& n)const{ return (kind == DOUBLE ? Double + n : Int + n); } // 足し算：小数 Number& operator+=(const double& d){ if( kind == DOUBLE ) Double += d; else{ Double = (double)Int + d; kind = DOUBLE; } return *this; } // 足し算：整数 double operator+=(const int& n){ if( kind == DOUBLE ) Double += n; else Int += n; return *this; } // 引き算：小数 double operator-(const double& d)const{ return (kind == DOUBLE ? Double - d : Int - d); } // 引き算：整数 double operator-(const int& n)const{ return (kind == DOUBLE ? Double - n : Int - n); } // 引き算：小数 Number& operator-=(const double& d){ if( kind == DOUBLE ) Double -= d; else{ Double = (double)Int - d; kind = DOUBLE; } return *this; } // 引き算：整数 double operator-=(const int& n){ if( kind == DOUBLE ) Double -= n; else Int -= n; return *this; } // かけ算：小数 double operator*(const double& d)const{ return (kind == DOUBLE ? Double * d : Int * d); } // かけ算：整数 double operator*(const int& n)const{ return (kind == DOUBLE ? Double * n : Int * n); } // かけ算：小数 Number& operator*=(const double& d){ if( kind == DOUBLE ) Double *= d; else{ Double = (double)Int * d; kind = DOUBLE; } return *this; } // かけ算：整数 double operator*=(const int& n){ if( kind == DOUBLE ) Double *= n; else Int *= n; return *this; } // 除算：小数 double operator/(const double& d)const{ return (kind == DOUBLE ? Double / d : Int / d); } // 除算：整数 double operator/(const int& n)const{ return (kind == DOUBLE ? Double / n : Int / n); } // 除算：小数 Number& operator/=(const double& d){ if( kind == DOUBLE ) Double /= d; else{ Double = (double)Int / d; kind = DOUBLE; } return *this; } // 除算：整数 double operator/=(const int& n){ if( kind == DOUBLE ) Double /= n; else Int /= n; return *this; } // int型へのキャスト operator int()const{ return (kind == DOUBLE ? (int)Double : (int)Int); } // double型へのキャスト operator double()const{ return (kind == DOUBLE ? (double)Double : (double)Int); } // 比較演算子 operator <(const int& n)const{ return ( kind == DOUBLE ? Double < n : Int < n); } // 比較演算子 operator <=(const int& n)const{ return ( kind == DOUBLE ? Double <= n : Int <= n); } // 比較演算子 operator >(const int& n)const{ return ( kind == DOUBLE ? Double > n : Int > n); } // 比較演算子 operator >=(const int& n)const{ return ( kind == DOUBLE ? Double >= n : Int >= n); } // 比較演算子 operator ==(const int& n)const{ return ( kind == DOUBLE ? Double == n : Int == n); } // 比較演算子 operator !=(const int& n)const{ return ( kind == DOUBLE ? Double != n : Int != n); } // 以下の引き算をfriend関数にする friend double operator-(const int& n, const Number& num); friend double operator-(const double& d, const Number& num); // クラス宣言の中で実装することもできる friend double operator/(const int& n, const Number& num){ return (num.kind == num.DOUBLE ? num.Double / n : num.Int / n); } friend double operator/(const double& d, const Number& num){ return (num.kind == num.DOUBLE ? num.Double / d : num.Int / d); } }; // 足し算：整数 double operator+(const int& n, const Number& num){ return num + n; } // 足し算：小数 double operator+(const double& d, const Number& num){ return num + d; } // 引き算：整数 double operator-(const int& n, const Number& num){ return (num.kind == num.DOUBLE ? n - num.Double : n - num.Int); } // 引き算：小数 double operator-(const double& d, const Number& num){ return (num.kind == num.DOUBLE ? d - num.Double : d - num.Int); } // かけ算：整数 double operator*(const int& n, const Number& num){ return num * n; } // かけ算：小数 double operator*(const double& d, const Number& num){ return num * d; } /* コメントアウト friend double operator/(const int& n, const Number& num){ return (num.kind == num.DOUBLE ? num.Double / n : num.Int / n); } friend double operator/const double& d, const Number& num){ return (num.kind == num.DOUBLE ? num.Double / d : num.Int / d); } */ // 比較演算子 operator <(const int& n, const Number& num){ return num > n; } // 比較演算子 operator <=(const int& n, const Number& num){ return num >= n; } // 比較演算子 operator >(const int& n, const Number& num){ return num < n; } // 比較演算子 operator >=(const int& n, const Number& num){ return num <= n; } // 比較演算子 operator !=(const int& n, const Number& num){ return num != n; } // 比較演算子 operator ==(const int& n, const Number& num){ return num == n; } #endif //NUMBER_H

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