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1972年にC言語が開発されると、瞬く間に各方面で利用されるデファクトスタンダードの言語となりました。しかし、それにつれ、この言語の問題と限界が露呈するようになりました。
そのひとつは、C言語は、大規模な開発には、必ずしも向かないということです。時代の変化とともにコンピュータの性能が向上すると、多数のプログラマが参加する大規模開発が主流になってきました。しかし、C言語はそういったプログラミングを行ううえでは、必ずしも効率的な言語とはいえませんでした。そこで、C言語にオブジェクト指向的な拡張を施したC++(シー・プラス・プラス）言語が開発され、利用されるようになったのです。
C++言語について詳しく説明する前に、オブジェクト指向とは何かということについて詳しく説明していきましょう。
オブジェクト指向の「オブジェクト」とは、英語で「もの」とか「物体」などを表す言葉で、データを現実世界のものに置き換える考え方です。
たとえば、オブジェクト指向プログラミング言語で、テレビを操作するプログラムを作成したと仮定します。そのとき、オブジェクト指向では、テレビを象徴する「テレビ」というオブジェクトを用意します。また、「テレビ」には、「スイッチを入れる」、「チャンネルを変える」などといった動作が伴います。これら動作のことを「メソッド」と言います。
オブジェクト指向では、これら「オブジェクト」とその動作である「メソッド」の組み合わせと、その相互作用でプログラムを記述します。
このような考え方が、現在のプログラミング言語の考え方の主流なのです。現在、主なオブジェクト指向言語には、以下のようなものがあります。
ここでは、C++言語の特徴について説明します。一般に。C++言語には、以下の長所・短所があるといわれています。簡単にまとめると、以下のようになります。
C++言語の長所 C言語と互換性があり、ソースコードを再利用できる。 他のオブジェクト指向言語と違い独自のフレームワーク必要とせず、ネイティブコードを得られる。 C言語よりもセキュリティの面が優れている。 これに対し、デメリットとしては以下のようなものがあげられます。
C++言語の短所 他の言語に比べ、言語使用が複雑。 標準で利用できるライブラリが少ない。 メモリ管理機能（GC機能）が存在しない。 といった点が挙げられます。
実行結果からもわかるとおり、このプログラムを実行すると、"HelloWorld."という文字列が表示されます。見てみると、namespace,coutなど見慣れない記述が多いことがわかります。
すでに述べたとおり、C++言語は、あくまでもC言語を拡張したものであることから、printf()関数などを用いてコンソールに文字列を表示することが出来ます。しかし、ここではあえて、C++言語特有の方法で行ってみることにします。
では、一体、このプログラムはどのような仕組みになっているのでしょうか？ここでは、C言語との違いを中心に見てみましょう。
1行目に出てくる、#includeは、C言語同様、ヘッダファイルと呼ばれるファイルを読み込むときに用いる宣言です。ここで読み込むファイルは、iostreamというファイルです。これは、ヘッダファイルですが、C++の場合のものであり、C言語の時のように".h"は、必要ありません。そのため、C言語のヘッダファイルと一線を画すため、単にヘッダと呼ばれます。
C言語では、ヘッダファイルを呼び込むことにより、様々な関数を利用できるようになりましたが、C++の場合は、ヘッダを読み込むことにより、クラスを利用できるようになるといった違いがあります。(詳細は後述)
3行目のusing namespace std;の部分ですが、using namespaceは、指定された名前の名前空間を使うことを意味しています。詳細は後述しますが、名前空間とは、C言語には存在せず、C++言語から用いられるようになった重要な概念です。
次に出てくる、coutは、ここで定義されているものです。したがって、利用するためには、「標準名前空間を利用する」という宣言としてこの一文が必要になるわけです。
続いて、プログラムの中身に移ります。C++言語では、printf()関数と同じような働きをするものとして、coutが用意されています。
coutは、C言語で用いた関数のようなものではありません。見た目は似ていますが、実はオブジェクトと呼ばれるもので、特に標準入出力の出力をつかさどるものなのです。
C++言語の入出力ストリームでは、>>および、<<を用いることにより、ストリームと呼ばれる対象に対するデータのやりとりを行います。ここでは、coutを通じて、巣津力ストリームに、文字列"HelloWorld."を送り出しているわけです。
最後のendlは改行を表します。C言語で用いた¥nも利用可能ですが、C++で、coutを用いる場合は、こちらが一般的です。
ではここで、名前空間とは何か、という概念について説明しましょう。C++言語とC言語の大きな違いのひとつは、C++言語が、あらかじめ大規模開発を意識して作られている言語だという点があります。
大規模開発とは、大勢の人間がひとつのソフト・アプリケーションを開発することで、その場合問題になってくるのが名前の重複です。その場合、ひとつの単語が変数名などとして用いられると、ほかの開発者はそれを利用できなくなり、大変不便です。
そこで、名前空間という概念を用意し、名前空間が違えば、同じ名前を用いてもよい、というルールを作ったわけです。たとえば、ゲームの開発現場で、二人のプログラマーがたまたまpower変数を使用していたとします。
このとき、プログラマーAが、この変数をプレイヤーの力として、プログラマーBがモンスターの力としてこの変数を用いていたならば、プレイヤー、モンスターのそれぞれの名前空間をあらかじめ別々に用意しておけば、こういった問題は発生しません。(図1-1)
続いて、コンソールから数値を入力し表示するという簡単なサンプルを紹介しましょう。まずは、以下のプログラムを実行してください。
#include <iostream>
using namespace std;
int main(){
int a;
cin >> a;
cout << "a=" << a << endl;
return 0;
}$ ./input
5
a=5実行結果からわかるとおり、キーボードから入力した数値をそのまま出力しています。ここで出てくる、cinも、標準名前空間に含まれるものの一つです。C言語であれば、scanf()関数に相当する処理です。
7行目で、キーボードから数値の入力を受け付けています。値は整数型変数aに代入され、8行目で表示されています。coutでは、連続していくつものものを表示する場合、間を<<ではさみます。そのため8行目では、"a="、変数aの値、改行(endl)の順で出力されるわけです。
このことからわかるとおり、C++においては、C言語のprintf()のように、%dや¥nといった記述はほとんど必要ありません。利用することは皆無ではありませんが、C言語に比べればはるかに少なくなっています。
最後に、ストリームの概念について説明して終わることにしましょう。ここまで読むと、coutや、cinは、単純に、C言語のprintf()関数や、scanf()関数の代わりと思われるかも知れませんが、実は違います。
これらは、ストリームと呼ばれるものに対し、データ（数値や文字列など）を送り込んだり、逆に受け取ったりするものなのです。ストリームとは、英語で渓流などを表す言葉で、「流れ」という意味で用いられています。
つまり、cinや、coutは、その”流れ”からデータを受け取ったり、送り込んだりするわけです(図1-3)。不等号の向きは、その流れの向きを表すわけです。そして、そのストリームの行き着く先は、今回のサンプルのようなコンソールだったり、ファイルシステムだったりするわけです。これにより、ファイルへの読み書きと、コンソールからの入力・出力の処理がほとんど同じような記述で行うことが出来るのです。
