モダンC++とCでの代替手法

多態性と関数table dispatch

Dynamic polymorphismではclientが共通operationを呼び、concrete typeが実装します。

多態性と関数table dispatchとは？

Dynamic polymorphismではclientが共通operationを呼び、concrete typeが実装します。

共通interfaceからbehaviorを選びます。

重要なポイント

先にCの仕組みを理解します。
RAIIとvalue semanticsでownershipを表現します。
macroやcastよりtype-safeな抽象化を選びます。

CとC++のコード例

実行 →

main.c

#include <stdio.h>

typedef struct Shape Shape;
struct Shape {
    double value;
    double (*area)(const Shape *shape);
};

double square_area(const Shape *shape) {
    return shape->value * shape->value;
}

int main(void) {
    Shape square = {4.0, square_area};
    printf("area=%.1f\n", square.area(&square));
}

期待される出力

area=16.0

C++

実行 →

main.cpp

#include <iostream>

struct Shape {
    virtual double area() const = 0;
    virtual ~Shape() = default;
};

struct Square : Shape {
    double side;

    explicit Square(double value) : side(value) {}
    double area() const override { return side * side; }
};

int main() {
    Square square(4);
    const Shape& shape = square;
    std::cout << "area=" << shape.area() << '\n';
}

期待される出力

area=16

CとC++の比較

Cはobject pointerとfunction tableを明示します。C++ virtualは同様のdispatchと安全なvirtual destructorを提供します。

Cはprefix、callback、macro、context構造体を使います。

C++

言語機能がscope付きtype-safeな抽象化を提供します。

練習課題

両方を実行して変更し、言語ごとの保証を確認します。

最初にCの仕組みを書きます。
手動cleanupをRAIIに置き換えます。
allocationとvirtual dispatchを確認します。