C++のクラスとオブジェクトとは？基本概念と定義方法を初心者向けに解説

クラスは、C++における最も重要な機能の一つです。オブジェクト指向プログラミング（OOP）の中核となる概念を実現するためのユーザー定義型であり、データ変数と、そのデータを操作するための関数を1つのパッケージにまとめることができます。クラスは、オブジェクトの設計図（仕様）を提供する役割を担います。

クラスの定義方法

クラスの定義は「class」キーワードから始まり、その後にクラス名を記述します。続いて、波括弧（{}）で囲まれたクラス本体を定義し、末尾に必ずセミコロン（;）を付けます。

C++におけるクラス定義の基本的な例は以下の通りです。

class Student {
    int rollno;
    char name[50];
    float marks;
};

このクラスには、学生に関する情報として、出席番号（rollno）、名前（name）、点数（marks）が格納されています。

オブジェクトの定義方法

クラスを定義した時点では、それはあくまで「仕様」にすぎず、メモリやストレージは一切割り当てられません。クラス内で定義されたデータや関数を実際に利用するには、クラスからオブジェクトを生成する必要があります。このことから、クラスはしばしば「オブジェクトの設計図」と呼ばれます。

Studentクラスのオブジェクトを宣言する例は次のようになります。

Student stu1;

クラスとオブジェクトのサンプルプログラム

以下は、C++におけるクラスとオブジェクトの基本的な使い方を示す完全なサンプルプログラムです。

#include <iostream>
using namespace std;
class Student {
    public:
    int rollno;
    char name[50];
    float marks;
    void display() {
        cout<<"Roll Number: "<< rollno <<endl;
        cout<<"Name: "<< name <<endl;
        cout<<"Marks: "<< marks <<endl;
    }
};
int main() {
    Student stu1 = {1, "Harry", 91.5};
    stu1.display();
    return 0;
}

実行結果

Roll Number: 1
Name: Harry
Marks: 91.5

プログラムの解説

上記のプログラムでは、まずStudentクラスを定義しています。このクラスには、出席番号・名前・点数といった学生の詳細情報がメンバ変数として含まれており、さらにそれらの情報をすべて表示するメンバ関数display()が定義されています。

該当するコード部分を抜き出すと、次のようになっています。

class Student {
    public:
    int rollno;
    char name[50];
    float marks;
    void display() {
        cout<<"Roll Number: "<< rollno <<endl;
        cout<<"Name: "<< name <<endl;
        cout<<"Marks: "<< marks <<endl;
    }
};

ここで注目すべきは、public:というアクセス指定子です。これにより、クラス外からもメンバ変数やメンバ関数にアクセスできるようになります。publicを指定せずに宣言すると、デフォルトではprivate扱いとなり、外部からの直接アクセスは禁止されます。

続いて、main()関数内でStudentクラスのオブジェクトstu1を生成し、学生の詳細情報を設定しています。その後、display()関数を呼び出すことで、設定した情報が画面に出力されます。

Student stu1 = {1, "Harry", 91.5};
stu1.display();

このように、すべてのメンバがpublicである場合、波括弧を使った初期化（集成体初期化）によってオブジェクトを一括で初期化できます。なお、実務ではメンバ変数をprivateにしてカプセル化を行い、コンストラクタやセッター経由で値を設定するのが一般的な設計手法です。