cpp

C++ 開発

安全でパフォーマンスに優れたモダンな C++ コードを記述します。

使用する場面

• C++ コードの記述
• メモリ管理の問題
• テンプレートメタプログラミング
• パフォーマンスの最適化
• レガシー C++ のモダナイズ

モダン C++ のパターン

スマートポインター

// Unique ownership
auto ptr = std::make_unique<Resource>();
process(std::move(ptr));

// Shared ownership
auto shared = std::make_shared<Resource>();
auto copy = shared;  // Reference count: 2

// Weak reference (no ownership)
std::weak_ptr<Resource> weak = shared;
if (auto locked = weak.lock()) {
    // Use locked
}

RAII

class FileHandle {
    FILE* handle_;
public:
    explicit FileHandle(const char* path)
        : handle_(fopen(path, "r")) {
        if (!handle_) throw std::runtime_error("Failed to open");
    }
    ~FileHandle() { if (handle_) fclose(handle_); }

    // Rule of 5
    FileHandle(const FileHandle&) = delete;
    FileHandle& operator=(const FileHandle&) = delete;
    FileHandle(FileHandle&& other) noexcept
        : handle_(std::exchange(other.handle_, nullptr)) {}
    FileHandle& operator=(FileHandle&& other) noexcept {
        std::swap(handle_, other.handle_);
        return *this;
    }
};

コンテナーとアルゴリズム

std::vector<int> nums = {3, 1, 4, 1, 5};

// Prefer algorithms over raw loops
std::sort(nums.begin(), nums.end());

auto it = std::find_if(nums.begin(), nums.end(),
    [](int n) { return n > 3; });

// Range-based for
for (const auto& num : nums) {
    std::cout << num << '\n';
}

// Structured bindings (C++17)
std::map<std::string, int> scores;
for (const auto& [name, score] : scores) {
    std::cout << name << ": " << score << '\n';
}

テンプレート

// Concepts (C++20)
template<typename T>
concept Numeric = std::integral<T> || std::floating_point<T>;

template<Numeric T>
T sum(const std::vector<T>& values) {
    return std::accumulate(values.begin(), values.end(), T{});
}

// SFINAE (pre-C++20)
template<typename T,
    typename = std::enable_if_t<std::is_arithmetic_v<T>>>
T multiply(T a, T b) { return a * b; }

ベストプラクティス

• const と constexpr を優先します
• 生ポインターよりスマートポインターを使用します
• Rule of 0/5 に従います
• STL アルゴリズムを優先します
• 読み取り専用の文字列には std::string_view を使用します
• 警告を有効にします：-Wall -Wextra -Wpedantic

よくある問題

問題	症状	修正
メモリーリーク	メモリーの増加	スマートポインターを使用します
ダングリングポインター	クラッシュ／UB	ライフタイムを確認します
バッファーオーバーフロー	クラッシュ／セキュリティ上の問題	std::vector／span を使用します
データ競合	状態の不整合	mutex／atomic

例

入力：「メモリーリークを修正」 アクション： 生ポインターをスマートポインターに置き換え、RAII を確実に適用します

入力：「この C++ コードをモダナイズ」 アクション： C++17／20 の機能を適用し、STL を使用して安全性を高めます