職場の売店の新商品のお茶。 ラベルを見ると泡を期待してしまう…

先週の仮想関数のより実践的な使い方として、 純粋仮想クラスの使い方を紹介する。

この方法を使えば、新しいデータ構造が必要となっても、 基底クラスから派生させたデータ構造と、 必要最小限の仮想関数の定義だけで、プログラムが書けることを強調する。

C言語を習っただけの学生対象の授業であるため、"using namespace std;" といった文法は一切使わない。

#include <stdio.h>
#include <string.h>
// 純粋仮想基底クラス
//  処理を呼び出すためだけの目的の入れ物クラス
class Object {
public:
// データを比較するための仮想関数。
//  単なる入れ物なので、比較する処理を書けない
virtual int cmp( Object* ) = 0 ;
// データを表示するための仮想関数
virtual void print() = 0 ;
} ;
// データの並べ替えをする関数
void sort( Object* array[] , int size )
{
// 最大選択法
for( int i = 0 ; i < size - 1 ; i++ ) {
int m = i ;
for( int j = i + 1 ; j < size ; j++ ) {
// array[i]とarray[j]を比較。
//   array[i]>array[j] なら正の値
//   = なら0 , < なら負の値
int ans = array[m]->cmp( array[j] ) ;
// より大きい値を見つけたらmに場所を保存
if ( ans < 0 )
m = j ;
}
// i+1〜最後の範囲の最大(m番目)と先頭を入替え
Object* tmp = array[ i ] ;
array[ i ] = array[ m ] ;
array[ m ] = tmp ;
}
}
// Objectに整数を追加したデータ
class Integer : public Object {
private:
int  data ;
public:
// 整数データのコンストラクタ
Integer( int x )
: data( x )
{}
// 整数の比較を行う仮想関数を具体的に定義
virtual int cmp( Object* p ) {
return data - ((Integer*)p)->data ;
}
// データを表示する仮想関数を具体的に定義
virtual void print() {
printf( "%d\n" , data ) ;
}
} ;
// Objectに文字列を追加したデータ
class Cstring : public Object {
private:
char const*const data ;
public:
Cstring( char const*const s )
: data( s )
{}
// 整数の比較を行う仮想関数を具体的に定義
virtual int cmp( Object* p ) {
return strcmp( ((Cstring*)p)->data , data ) ;
}
// データを表示する仮想関数を具体的に定義
virtual void print() {
printf( "%s\n" , data ) ;
}
} ;
int main() {
// 配列aに72,12,25,6を保存
Object* a[] = {
new Integer( 72 ) ,
new Integer( 12 ) ,
new Integer( 25 ) ,
new Integer( 6 )
} ;
// データを並び替える
sort( a , 4 ) ;
// 並び替えた結果の表示
for( int i = 0 ; i < 4 ; i++ )
a[ i ]->print() ;
// Cstringでも使えることを実験
Object* b[] = {
new Cstring( "orange" ) ,
new Cstring( "grape" ) ,
new Cstring( "apple" ) ,
new Cstring( "pine apple" ) ,
new Cstring( "peach" ) ,
} ;
sort( b , 5 ) ;
for( int i = 0 ; i < 5 ; i++ )
b[ i ]->print() ;
return 0 ;
}

C++の文法をちゃんと使おう

比較関数int cmp( Object* ) における、型キャストが説明不足なので、 C言語の基礎知識としてのキャスト演算子の説明(実数整数変換を例とした)を行う。

ただし、C言語の型キャストでの方式は、時代に乗り遅れているので、 このページ上は最近のキャストの使い方を記載しておこう。

• キャスト４種

最近のC++であれば、以下のような書き方をすべき。

virtual int cmp( Object* p ) {
Integer* ip = dynamic_cast<Integer*>(p) ;
if ( ip != NULL )
return data - p->data ;
} else {
return 0 ; // 比較に失敗
}
}

3EIの担任として、工場見学旅行の見学先を選定中。 今のところの腹案は、下記４ヶ所。

• 東芝セミコンダクタ四日市工場
• 三菱重工飛島工場
• 中部国際空港(セントレア)
• トヨタ九州・宮田工場

これに加え、九州の観光地を抜粋一覧として、特活時間に配布して、アンケートに 記入してもらった。予想外に「温泉」の希望が多かった。
# 毎日温泉つかるのかよぉ….

この後は、見学工場を最終決定し、観光見学先希望を提出すると、 複数業者が複数の工程案を示してくれ、その中から１つを選び、 選定旅行会社と最終的な細かな調整を経て、最終案とする予定。

6/4追記：集計結果(上位のみ)

• スペースワールド(14)
• マリノアシティ福岡(アウトレットモール)(10)
• 別府温泉(地獄めぐり)(28) / (2:湯布院(17),3:霧島(11))
• 阿蘇山(16)

4年の情報構造論では、最後にはガベージコレクタなどの話を行うが、 最近のGCの情報。 Java SE6 では、G1 GC なるガベージコレクタが実装されているらしい。 寿命の短いデータ用の領域(Young領域)と、寿命の長いデータ用(Old領域) に分け、Young領域のEden領域がいっぱいになれば、Survivor領域なりOld領域に、 Copy法で移動したり廃棄したり。Old領域はMark&Sweep法でやるそうな…

人間の脳みそで、睡眠時に短期記憶領域から長期記憶領域にコピーされるのと 似ているんだけどね。

Ｎ進数の話が大体終わったけど、計算機構成論の内容にも関連するということで、 2進数演算・ビット演算の演算子の説明と、2進数を用いた乗算処理を説明する。

int mul( int x , int y ) {
int s = 0 ;
while( y != 0 ) {
if ( y % 2 != 0 )
s += x ;
y /= 2 ;
x *= 2 ;
}
}
void main() {
printf( "%d\n" , mul( 11 , 10 ) ) ;
}

この関数を示し、計算結果を予想してもらい、その後でこの計算が、 2進数による乗算であることを示し、この考え方を計算機構成論の 乗算回路あたりで習うであろうことを説明する。

     1011
x)1010
------
0000
10110
000000
+)1011000
---------
1101110)2 = 110)10

ビット演算子

乗算の説明の後、2での割り算や乗算がビットシフトであることの説明をして、 この結果を踏まえ、<<>>,^,~などの演算子を説明する。

これに加え、このような演算子には、自己代入型の、 *=,/=,&=,|=,<<=,>>= などの紹介も行う。