C++とは？今さら聞けない基礎から応用までを解説

「C＋＋（シープラスプラス）」は、C言語から発展したプログラミング言語です。軽量で高速なプログラムを作ることができ、深い歴史を持つ「C言語」の機能をさらに拡張させたものが「C＋＋」です。「C＋＋」は、幅広い分野で活用されているプログラミング言語の1つですが、C言語との違いや具体的にどのようなことができるのか、ご存知ではないという方も少なくないでしょう。

そこで本記事では、Webアプリケーションや、人工知能（AI）・ロボット技術の開発など、現在あらゆる分野で幅広く使われているプログラミング言語「C＋＋」について詳しくご紹介します。

 

目次

 

 

 

C＋＋とは

C＋＋（シープラスプラス）とは、C言語を機能拡張したプログラミング言語で、略して「シープラプラ」または「シープラ」とも呼ばれています。C言語は、1972年にアメリカの通信研究所「AT＆Tベル研究所」が開発した、軽量で高速なプログラムを作ることができるプログラミング言語ですが、C＋＋は、C言語にオブジェクト指向を加え、より効率よくプログラミングできるように作られています。

オブジェクト指向とは、オブジェクト（モノ）を作成と操作によってコンピュータを動かすプログラミングのことを指します。わかりやすくいうと、処理を部品化し、その部品を組み合わせることで1つのプログラムを作る考え方です。システム開発をより効率よく行える概念です。オブジェクト指向は、ゲームやスマホのアプリケーションから、ロボット技術の開発まで幅広く活用されています。C言語とC＋＋には互換性があるため、Ｃ言語を用いて作られたプログラムをC＋＋に移行することも可能です。そのため、Ｃ言語を勉強した次のステップとしてC＋＋の習得にチャレンジする方も多くいます。

 

●C＋＋の種類

C＋＋には、複数の種類があります。代表的なものとしては「Borland C＋＋（ボーランドシープラスプラス）」や「Visual C＋＋（ビジュアルシープラスプラス）」が挙げられます。

 

Borland C＋＋

Borland C＋＋は、アメリカのボーランド社が開発したC＋＋です。公式サイトから無料でダウンロード可能で、機能解説や動作環境についても公式サイトで確認できるようになっています。Borland C＋＋は、スマートフォンアプリやゲームの開発に活用されています。Windows上でC＋＋を利用する場合は、後述のVisualC＋＋を使うのが一般的ですが、初心者には難易度が高いため、大規模なプログラムを作ることが目的でなければ、初心者にもわかりやすいBorland C＋＋が使われることが多くあります。

 

Visual C＋＋

Visual C＋＋は、Microsoft社が提供している統合開発環境です。現在はVisual Studioの一部として提供されていますが、以前はVisual C＋＋のみで販売されていました。Visual C＋＋は、WindowsやWebアプリ、iOSとAndroid、クラウドサービスなどのアプリ構築環境を整えられます。そのため、Windowsパソコンでアプリ開発を行う方にとって欠かせないツールだといえます。

 

●C＋＋の歴史

C＋＋の歴史は、前身のプログラム言語「C with Classes」が開発された1979年から始まります。Ｃ言語と同等レベルの処理速度と、人間が理解しやすいコンパクトなプログラムの実現が主な開発目的でした。その後、改良に改良を重ね、1983年に名称を「C＋＋」に変更。「Ｃよりも前進した言語」という意味を込めて＋＋の記号が付け加えられています。1985年には、エンジニアのためのC＋＋の解説書「The C＋＋ Programming Language」の初版も出版されました。

 

●C＋＋言語のシェア

オランダの「TIOBE Software」が月次で発表する、人気プログラミング言語ランキング「TIOBE Index」の2023年9月時点では以下のような結果となっています。

参照:TIOBE Index for August 2023

C＋＋は10.65％を占めており、1位のPython、2位のC言語に次いで人気が高いことがわかります。このランキングはプログラミング言語の検索数を集計しているものです。Google、Bing、Yahoo、Wikipedia、YouTube、Baiduなどの検索結果に基づいており、開発者の間で人気が高い言語を明らかにする1つの指標となっています。ランキングの入れ替えが変動する中でも、C＋＋はトップ10の上位をキープし続けています。

 

●C＋＋のフレームワーク

幅広い分野で活用されており人気が高いC＋＋には、数多くのフレームワークが存在しています。C＋＋のフレームワークは、テスト用のフレームワークが多く存在していますが、GUI構築用のフレームワークもあります。C＋＋フレームワークの代表的な種類としては、以下が挙げられます。

 

• Qt

• TreeFrog Frameworkg

• Crow

 

フレームワークとは、開発を効率よく進められる機能をあらかじめ備えている枠組のことを指します。フレームワークを使用することで、開発を効率よく進めるだけでなく、開発の幅を広げることもできます。フレームワークは、特定の分野の技術に精通した開発者が作ったもののため、フレームワークに沿って実装を進めていくことによって出来上がったアプリケーションに一定レベルのクオリティが期待できるメリットもあります。それぞれのフレームワークについて詳しくご紹介します。

 

Qt

Qtは「キュート」と読み、GUI開発フレームワークです。操作性や美しさに優れたGUIを表現し、高い生産性を実現することができるため、高い人気を集めています。クロスプラットフォームアプリケーションフレームワークのため、単独のソースコードでUNIX、Windows、macOS、組み込みシステムなど、複数のプラットフォームで動作するアプリケーション開発が可能です。

 

TreeFrog Framework

TreeFrog Frameworkは、日本製のフルスタック高速Webアプリケーションフレームワークです。サーバサイド用のフレームワークで、プログラミング言語はC＋＋、フレームワークはQtによって開発されました。そのため、スクリプト言語のフレームワークより動作が高速な点が特徴として挙げられます。アップデートも3ヶ月に1度以上の周期で実施されており、安心して使用できます。

 

crow

crowは、C＋＋でWebAPIなどを作ることができるサーバサイドWebフレームワークです。軽量に設計されているため、非常に高速で使いやすい特徴を持っています。Pythonで開発されたフレームワーク、Flaskのように軽量でシンプルなため、高い注目を集めています。

 

C＋＋とC言語の違い

C＋＋は、もともとC言語から発展したプログラミング言語ですが、C言語とはどのような違いがあるのでしょうか。具体的な違いとしては、以下の4つが挙げられます。

 

• クラスの有無

• オブジェクト指向の有無

• 例外処理ができるか否か

• ジェネリックプログラミングができるか否か

1つずつ詳しくみていきましょう。

 

●クラスの有無

クラスとはオブジェクト指向ブログラミング言語の分類の1つであり、プログラムの中でオブジェクトを作る仕組みを指します。C言語には、データ構造の定義をするために使われている「struct」という機能がありました。C＋＋において、そのstructをもとに新たにクラスの機能が追加されました。そのため、関数の定義を行い構造体と関数を一度に管理できるようになりました。

 

●オブジェクト指向の有無

そもそもC＋＋は、C言語にオブジェクト指向の機能を拡張したプログラミング言語であるため、最も大きな違いは「オブジェクト指向の有無」です。C＋＋はC言語のような開発もできますし、C言語で開発していたものをC＋＋の環境に移行させて利用することも可能です。

 

●例外処理ができるか否か

C言語において例外処理はできませんが、C＋＋では例外処理をすることが可能です。例外処理とは、プログラムを実行した時にエラーが発生した際に、エラー発生用の処理をしてくれる仕組みのことです。C言語でエラーが発生した際には、戻り値として特定の数値を設定することでエラーが検出されます。しかし、C＋＋はエラー発生時に処理が可能なため、エラー検出においてC言語よりも強みがあるといえます。

 

●ジェネリックプログラミングができるか否か

ジェネリックプログラミングとは、具体的なデータ型に直接依存せず、汎用的なコーディングでデータを処理できるプログラミング技術のことを指します。このジェネリックプログラミングができるか否かも、C言語との違いとして挙げられます。C言語では、データを入れる変数を使う際、double型やlong型などの型を決定する必要がありますが、C＋＋ではジェネリックプログラミングの使用が可能です

 

C＋＋とC#の違い

同じCのつく人気があるプログラミング言語「C#」はいったいどのような言語なのでしょうか。C#とは、2000年にMicrosoft社によって発表された「.NET」というフレームワークを扱うためのプログラミング言語です。ここでは、C＋＋とC#の違いについて詳しくご紹介します。

 

●C＋＋をベースに作られたのがC#

C#はC＋＋同様、名称に「C」がつくため、C言語から発展したプログラミング言語だと考えられがちです。しかし、C言語からではなく、C＋＋がベースになって作られています。C＋＋と「Java」がもとになっており、それぞれのわかりやすい部分や便利な部分が取り入れられていますC＋＋はC言語との互換性がありますが、C#はC言語やC＋＋との互換性はないため、基本的には一緒に使うことはできません。

また、C言語やC＋＋のように、ハードウェアの制御には適してはいません。しかし、Microsoft社で開発されているため、Windowsアプリケーションなどのソフトウェア開発や、Webアプリ開発に適しているプログラミング言語です。検索エンジンの「Bing」や、Microsoft社の公式サイトは、実際にC#を用いて開発されています。また、C#はMicrosoft社が積極的に開発を続けており、新しいことに次々と対応しているため、できることが多い点もメリットです。

 

●C＋＋は大規模な開発が得意

C＋＋には、実行速度が速く高速処理が得意というメリットがあります。そのため、大企業の基幹システムなどといった、比較的大規模なシステム開発に採用されるケースが多い傾向にあります。活用されるシステムの種類も、金融システムや公共機関のシステム、官公庁のシステムなど幅広いことも特徴として挙げられます。

 

●C#はゲーム開発の場面で特に活用されている

C＃は、ユニティ・テクノロジー社が開発しているゲーム専門の開発環境「Unity」を使うことによってゲームの開発できます。Unityにおいては、「C#スクリプト」と呼ばれるC#を使用する箇所があり、C#によって動作や処理を実装することが可能です。Unityは、MacやWindows、PlayStation4など数多くの環境で動作するゲームを作ることができ、プログラムソースを書かなくても簡単な動きのゲームであれば作ることができるため、多くのゲーム開発者たちに用いられています。

また、C#はコンシューマーゲームだけでなく、パソコンゲーム、スマホアプリゲームなど、あらゆるプラットフォームに対応したゲームを開発できるため、C#はゲーム開発において欠かせない言語だといっても過言ではありません。

 

C＋＋でできること

C＋＋は幅広い分野で用いられているプログラミング言語ですが、具体的にどのようなことに活用されているのでしょうか。C＋＋でできることとして、以下が挙げられます。

 

• Webアプリケーション開発

• ロボット技術の開発

• IoT技術の開発

• 組み込み技術の開発

• 大規模な業務システムの開発

詳しくご紹介します。

 

●Webアプリケーション開発

C＋＋は、コンピュータを高速処理できる特性を活かし、Webアプリケーションの開発にも利用されています。C＋＋で開発された代表的なWebアプリケーションには、次のようなものがあります。

 

Chrome（クローム）

世界的に利用されているWebブラウザ「Chrome」もC＋＋で開発されており、Chrome内の拡張機能であるプラグインもC＋＋によって作られています。

 

Unreal-Engine（アンリアルエンジン）

Unreal-Engineは、アメリカのゲーム開発会社の1つEpic Games（エピックゲームズ）が開発した、コンピュータゲームの動作において主要な処理を行うためのプログラムですが、Unreal-Engineの開発にもC＋＋が利用されています。

 

Cocos2d-x（ココスツーディーエックス）

Cocos2d-xはゲーム開発用のフレームワークです。1つのプログラムで複数のプラットフォームを動かすことが可能で、個人のゲーム開発者から大手企業まで幅広く使用されています。Cocos2d-xもC＋＋によって開発されています。C＋＋のほかにもJavaScriptやLuaなどの言語を使用した開発も可能です。

 

●ロボット技術の開発

近年は、人間の知能を持たせたコンピュータシステム「AI」や、音声認識や画像特定など、人間が行うタスクをコンピュータに学習させる「ディープラーニング」といった言葉を耳にする機会がますます増加しています。このような最先端の技術開発にもC＋＋が使用されています。特に、ロボットの技術には多く用いられており、C＋＋を使うことでロボットに複雑なプログラミングを命令することが可能です。

 

●IoT技術の開発

IoT（アイオーティー）とは「Internet of Things」の略称で、「モノのインターネット化」のことをいいます。モノに対してIoTデバイスと呼ばれるセンサーを付け、これをインターネットに接続することでモニタリングやコントロールが可能となります。IoTの活用事例としては、スマートフォンに繋ぐだけで外出先でも家電を操作する「スマートハウス」などが挙げられます。

 

●組み込み技術の開発

組み込み技術の開発とは、家電製品やゲーム機、携帯電話などの機器に組み込まれたソフトウェアの開発を指します。C＋＋の特徴である、処理速度の高速性やプログラムの規模が小さく済むことなどを活かし、組み込み技術の開発にも用いられています。

 

●大規模な業務システムの開発

先述のとおり、C＋＋は大企業で運用されている規模の大きな基幹システムや、金融システム、国が運営する公共機関のシステムなどにも活用されています。大規模な業務システムの開発は、C＋＋の用途において最も多いものの1つといっても過言ではありません。大規模な業務システムの開発に用いられる理由として、C＋＋の実行速度がほかの言語と比較しても格段に速いことや、WindowsやLinuxといったOSそのものを制御することに適していることが挙げられます。また、古くから利用されている業務システムはC言語がベースで開発されていることが多い傾向にあります。そのC言語と互換性があり、オブジェクト指向も持っているC＋＋を改修に用いることが多いということも理由の1つです。

 

C＋＋を使うメリット

C＋＋は長い間多くのエンジニアたちに用いられているプログラミング言語ですが、使うことによって得られるメリットはいったいどのようなことがあるのでしょうか。C＋＋を使うメリットとして、以下の4つが挙げられます。

 

• C言語との互換性がある

• コンピュータの処理速度が速い

• ほかのプログラム言語の理解が深まる

• オブジェクト指向であるため効率的に作業できる

1つずつ詳しくみていきましょう。

 

●C言語との互換性がある

先述したように、C言語を基盤とし、さらに進化したものがC＋＋です。そのため、C言語とC＋＋は互換性があります。つまり、C言語からC＋＋に変更する場合、C言語で書いたソースコードにC＋＋で書き加えることができます。

 

●コンピュータの処理速度が速い

C＋＋を使用するメリットとして、コンピュータの処理速度が速い点が挙げられます。そもそもＣ＋＋のみならず、全体的にＣ言語系のプログラム言語は処理速度が速い特性があり、中でもＣ＋＋は、速さだけでなく複雑なシステムにも対応できる利便性があるため、規模が大きく処理速度が遅くなりがちなシステムなどに使用されるケースが多い傾向にあります。

 

●ほかのプログラム言語の理解が深まる

C＋＋やC言語は、プログラム言語としての歴史が長く、のちに登場するJavaやPython、PHPなどほかの言語の基礎にもなっています。そのため、C＋＋やC言語を習得すると、ほかの言語の理解がより深まるメリットがあります。例え流のであれば、足し算や引き算を学習する前に、始めに数字の概念を理解するようなイメージです。コンピュータを知らない方も、C＋＋を習得することによってプログラム言語についてより詳しくなることが可能です。

 

●オブジェクト指向であるため効率的に作業できる

繰り返しになりますが、C＋＋はC言語にオブジェクト指向の機能を拡張したプログラミング言語です。オブジェクト指向は「モノ」と「操作」を分ける概念であるため、それらを再利用したり一部変更を加えられたりすることができる点は、効率的にプログラムを作ることに役立ちます。オブジェクト指向ができる以前は、プログラムに不具合が起きた時には長文のプログラミングから原因を探らなければなりませんでした。しかし、オブジェクト指向の「モノ」と「操作」を分ける概念によって、不具合を発見しやすくなりました。また、オブジェクト指向で開発することによって、開発作業を分担しやすくなったり、セキュリティーを強化させやすくなったりします。

 

C＋＋を使う際の注意点

C＋＋は様々な分野のシステム開発において活用されており、基本的にはどのようなことにも対応ができますが、適していないこともあります。C＋＋を使う際の注意点について詳しくご紹介します。

 

●UIの開発には不向き

C＋＋はほとんどのことに対応が可能な言語ですが、ドラッグアンドドロップなどの視覚的な操作を伴うUI開発はできません。そのため、UI開発を行う際には、C#のようなUI開発に向いている言語を習得する必要があります。

 

●文法が複雑で習得が難しい

C＋＋の元になったC言語は、文法が複雑で習得が難しいプログラミング言語として知られていますが、C＋＋においてはさらに覚えなければいけないことが増えます。例えば「HelloWorld」を表示させる場合、Pythonなどのプログラミング言語であれば1行で記述することが可能です。しかしC＋＋では多くのコードを記載する必要があります。完璧にC＋＋を身につけるためには、細かい部分まで理解することが求められるといえます。しかし、覚えるべきことが多いからこそ、複雑なプログラムを作ることができるともいえます。

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