C++によるプログラミング

初心者向けに、C++プログラミング言語によるプログラムの書き方を示す。それぞれの項目でコード例を載せてあるので、実際にソースコードを入力、コンパイル、そして実行してみて欲しい。プログラミングはコードを書くことに慣れることが重要である。まずは、100行程度のプログラムをすらすら書けるようになることを目標にする。

コンピュータ・プログラム

コンピュータ上で、様々なアプリケーションを用いて作業することは一般に行われているが、これらのアプリケーションの内部ではユーザーからの入力に応じて適切な処理（計算、ネットワーク経由のデータのやり取り、画面への描画等）を行っている。このような処理が実現するのもアプリケーションの動作を記述するプログラムが存在するからである。 ここでは、主としてC++プログラミング言語で規定されている仕様に基づいてプログラムの書き方を解説する。言語仕様で規定されているのは、OSの種類やハードウェア構成等に依存しない部分のみで、基本的には入力データから望みの出力データを得るための計算手順を記述する方法及びファイルへの入出力である。

プログラミング言語は人間が読める形式（ソースコード、テキスト形式）で記述するが、実際にコンピュータでプログラムを実行するためには電子回路（プロセッサ）が処理できる形式（マシンコード）に変換する必要がる。この変換作業をプログラムのコンパイルと呼ぶ。慣例として、C++プログラムのソースコードを記述するファイルには、.cpp, .cxx, .cc等の拡張子を付ける。ここでは、ソースファイルには.cxxを付けて、実行可能ファイルには拡張子.exeを付けることにする。

C++言語の中身を見ていく前に、まずプログラムのソースコードを書いて、コンパイル、実行するための環境を整えておく。 （ProgrammingCppCompilation）次に、計算結果を確認する手段として画面に出力結果を表示したり、プログラムの実行に必要なデータを渡すために必要となる、プログラムへのデータ入出力の方法を示す。（ProgrammingCppInputOutput）

内容へのリンク：

1. ProgrammingCppCompilation

2. ProgrammingCppInputOutput

C++プログラミングの基礎

ここからプログラムで、いろいろな計算を行うために必要となる要素を解説していく。ここでは、広い意味で「計算」という言葉を使う。計算の最も単純な例としては、2つの数値の四則演算が挙げられる。それ以外にも、線形代数全般、微分方程式を解法、多次元関数の積分、関数の最小化（最小二乗法を含む）、統計計算等様々なものが含まれる。

多様な問題を扱うために、どのようにデータを表現し、そのデータをどのように加工するかを学ぶ必要がある。まず、最も基本的なデータ型（整数、浮動小数点数、文字列）とその演算（ProgrammingCppDataType、ProgrammingCppOperator）を知り、その後、多数のデータを扱うためのデータの配列（ProgrammingCppArray）と繰り返し処理、条件分岐（ProgrammingCppFlow）の書き方を習得する必要がある。この段階で一通りプログラムを書くことは可能である。 ProgrammingCppString ProgrammingCppFile 但し、プログラムが複雑化するにつれ、コードを簡潔に効率よく記述するための工夫が重要になってくる。これはコードの記述量を抑えることができるとともに、コードの可読性（メンテナンス）を高める効果もある。 例えば、何度も繰り返し行う処理は、複数行にまたがる処理を関数として定義して、呼び出す際には1行追加するだけで済ませることができる（ProgrammingCppFunction）。 また、大量のデータを扱う際には関連するデータを構造化してまとめて置くと便利である。さらに誤ってデータを書き換えてしまう失敗を防ぐために、複雑なデータ構造を扱う際にはどのような操作が許されるかを規定して、それらの操作（具体的には関数として定義）を通してのみデータの読み書きを行うようにすればメンテナンス性を大幅に挙げられる。このようなプログラムの書き方を可能にするためにC++言語では、構造体やクラスという概念が導入されている（ProgrammingCppClass）。これは一般にオブジェクト指向プログラミングという手法である。

ここでの内容へのリンク：

1. ProgrammingCppDataType

2. ProgrammingCppOperator

3. ProgrammingCppArray

4. ProgrammingCppFlow

5. ProgrammingCppString

6. ProgrammingCppFile

7. ProgrammingCppFunction

8. ProgrammingCppClass

発展的内容（知っておくと便利）

内容へのリンク：

1. ProgrammingCppTemplate

2. ProgrammingCppNamespace

3. ProgrammingCppFileAdvanced

4. DesignPattern

C++言語仕様以外の話題

内容へのリンク：

1. ProgrammingCppSystem

2. ProgrammingCppIPC

3. ProgrammingCppNetwork

4. ProgrammingCppGUI