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【C++のフリーランス求人・案件情報】開発単価や仕事内容、需要や将来性までご紹介

C++とは?

皆さんはC++がどういった言語なのか、C言語とは何がどういう風に違うのかといった疑問を抱いたことはありますでしょうか?

PCからスマートフォン、サーバーなどのシステムにおいて、C言語と共に広い分野で使われているのですが、言語の名前が「C++」で、さらに両者を混在させたコードがたくさんあるということもあり、よく混同されていますが、その違いはなかなか意識しづらいところはあるのかもしれません。

今回は、そんなC言語とともに幅広い分野で、それもシステム部分に関わる分野で使われているC++について、解説していきましょう。

C++とは?その特徴は?

C++とは?

C++は、1979年にAT&Tベル研究所のビャーネ・ストロヴストルップがC言語を拡張する形で開発が始められ、1983年に登場したオブジェクト指向をはじめとした汎用的なプログラミング言語です。

1979年の開発開始当初は「C with Classes」という名称で、すでに汎用的なプログラミング言語として定着していたC言語に、「Simula」と呼ばれる、ALGOL 60を拡張させる形で開発された世界初のオブジェクト指向プログラミング言語の要素を取り入れる形で開発が進められました。

その後、1983年には「C with Classes」から現在の名称である「C++」に改称、C言語にはなかった機能が多数追加され、1985年には『The C++ Programming Language』が出版されました。その後も多数の言語仕様の拡張・機能追加が続けられ、1990年には『The Annotated C++ Reference Manual』が出版されました。

C++の標準化も行われており、ISO/IECより1998年にC++98が、2003年にC++03が、2011年にC++11、その後、2014年にC++14が、2017年にC++17が制定されました。

今日ではWindows, macOS, UNIXシステム系, GNU/Linuxシステム、スマートフォンアプリ、業務用システム、組み込み系システムなど、非常に広い範囲にわたって利用されています。

C++の特徴は?

C++には以下のような特徴をもっています。

C言語の特徴を引き継ぎ、混在させることもできる

C++はC言語を拡張させる形で開発された関係上、C言語の特徴をほぼ全て引き継いでいるという特徴があります。

例えば、メモリー領域の管理・ポインター演算・ビット毎の論理演算・シフト演算などのハードウェアに密着した処理を柔軟に行うことができること、ネイディブにコンパイルされることによる高速な実行速度といった特徴を引き継いでいます。

また、C言語と高度な互換性を持っており、C言語とC++のコードを混在させることができます。これによって、C言語とC++のコードは非常に密接な連携を行うことができるようになっています。

非常に幅広いプログラミングパラダイム

C++は非常に幅広いプログラミングパラダイムに対応しています。C言語に由来する手続き型プログラミングはもちろん、今日のプログラミング言語で主流になっているオブジェクト指向プログラミング、関数型プログラミング、ジェネリックプログラミングといったプログラミングの仕方が行えるように作られています。

これによって、必要に応じてパラダイムを切り替えることができるという利点を持っていますが、それによって複雑なプログラミングになってしまうという問題もあります。

C++という言語

C++のメリット

C++では、その強力さから、以下のようなメリットを持っています。

C言語のメリットを引き継いでいる

C++は、C言語を拡張させるという形で開発されたため、C言語の持つ強力なメリットをほぼ全て引き継いでいます。機械語寄りの処理を行えることで、システムに関わる高度な処理、うまくコードを書ければ優れたパフォーマンスになること、対応分野の広さといった強さをほぼ全て引き継いでいます。

C言語では行えなかったオブジェクト指向プログラミングが可能になったこともあり、応用しやすさはC言語よりもさらに向上している側面もあります。

新たな技術が導入される傾向にある

C++は、機械語寄りの記述が可能で、なおかつネイティブで高速に動作するプログラミング言語としてメジャーな位置にあり、業務用途から趣味方面まで、その技術革新の上で今日でもC言語とともによく使われています。

そのため、ディープラーニングをはじめ、新たな技術が発表された時、それがC言語やC++で実装されることが往々にしてあります。そのため、C言語やC++を使いこなせれば、新たな技術を先取りするこということもできる場合があります。

C++のデメリット

一方でC++には以下のデメリットを抱えています。

史上最悪の複雑さ

C++は全てのプログラミング言語の中でも最悪な複雑さを誇るプログラミング言語として悪名高い存在といえます。

これは、元々がアセンブリ言語に近い機械語寄りのコードを書けるC言語を拡張させる形で開発したという性質によるものと、C言語の性質を受け継いだこともあってそのニーズが高かったことで、あまりにも多くの機能が追加されてしまったということによるものが大きいと言えます。

特に、多重継承・演算子オーバーロード・テンプレート・例外処理・実行時型情報といった、他の後発の言語では導入されなかった、または改良あるいは制限される形で導入されるようになった機能も多数備えているということもあり、使い方を誤れば致命的なバグを引き起こすものも多数含まれているということもあり、多くのエンジニアから憎まれているという一面もあります。

この複雑さはコンパイラーにも大きな影響を与えており、C++の標準規格に完全に準拠できているコンパイラーはほとんどなく、メジャーなコンパイラーでも完全準拠を果たせていないというものも少なくありません。

一方で、実際の開発では、C++で追加された機能を全て使う必要はなく、必要なものをその都度備えておくということでも問題ないものと考えられます。

C言語のデメリットを引き継いでいる

また、C言語を拡張させる形で開発されたという性質上、C言語のデメリットをほぼ完全な形で引き継いでしまっています。それに加えてC++で気をつけなければならない事項も増えてしまったため、生産性や学習コストの問題はさらに深刻化しています。

オブジェクト指向言語に対応したことにより、その点では大規模なシステムの開発がしやすくなったものの、ポインターやメモリー管理においては、自分で管理しなければならない問題は引き継いでいること、ライブラリーについてもC言語ほどではないものの決して強力ではないこともあり、外部のライブラリーを導入する、または自力でライブラリーを開発する必要に迫られることが多いため、難易度という点ではC言語よりも高いものとなってしまっています。

このため、C++は使いこなせるようになるには相当大変なものであると言えるでしょう。
C++のソースコードイメージ

C++ではどこで使われているのか?

C++はC言語を拡張する形で開発された言語であるため、その用途はC言語とほぼ同様であると言えます。

一方で、C言語では対応していなかったオブジェクト指向プログラミングやジェネリックプログラミングなどが導入されたこともあり、比較的大規模なプロジェクトでより使われていると言われています。

C++とC#の違い

C++とC#はその名前が似ていることから、C言語に対するC++のように、C#もC++との互換性があるように誤解されがちですが、実際にはC++とC#の間には互換性は全くありません。当然のことながら、C言語とC#の間にも互換性はありません。

これは、C++はC言語を拡張させる形で作られたネイティブ向けの言語であるためのに対して、C#は.NET Framework上で動作させる主力のプログラミング言語として開発されたということに起因します。また、C#ではJavaやObject Pascal(のちのDelphi)などを参考に開発が進められたことから、コーディングの形もC++よりもJavaやDelphiに近いということが挙げられます。

一方で、C++でもマイクロソフトより.NET Frameworkに対応させたものがあり、これはVisual Studio .NET以降で提供されています。Visual Studio .NET 2003まではC++マネージ拡張として、Visual Studio 2005以降ではC++/CLIとして提供されています。

C++とObjective-Cは親和性が高いのか

C++とObjective-Cは、いずれもC言語を拡張させる形で開発された言語ということから、いずれもC言語との互換性を持っています。

C++のオブジェクトシステムとObjective-Cのオブジェクトシステムはお互いに干渉することがないため、C++からはObjective-Cのオブジェクトを、Objective-CからはC++のオブジェクトをポインターとして扱うことで、双方のコードを混在させることができます。なお、C++のコードとObjective-Cのコードを混在させたコードは、Objective-C++と呼ばれます。

ただし、C++のオブジェクトシステムとObjective-Cのオブジェクトシステムは互換性がないため、C++のオブジェクトをObjective-Cのオブジェクトとして扱ったり、あるいはその逆は行えません。

そういう意味では、C++とObjective-Cは、互いに干渉することがないため、混在させることができるという意味では概ね親和性が高いと言えるでしょう。

コンピュータ言語のC++

C++言語の学習方法

C++言語を始めるには

C++を学習する場合は、C言語を習得しているかどうかで大きく変わります。C言語を習得している場合はC++で追加・変更された要素を中心に学習していくことになる一方で、C言語を習得していない場合はC言語と並行して学習していくことになります。

今日においては、C++はネイティブのソフトウェアの開発において、C言語と共に主流の位置を占めていることもあって、コンパイラーにおいては、C言語とC++の両方を扱えるものが非常に多い状態になっています。

C++の入門書にはどういうものがあるのか

C++の入門書には以下が有名です。

  • 株式会社アンク『C++の絵本』
  • 高橋 麻奈『やさしいC++』
  • ロベール『ロベールのC++入門講座』

C++の基礎中の基礎を学びたいのであれば、『C++の絵本』を、一通り学習したいのであれば『やさしいC++』を、ステップアップを図るのであれば『ロベールのC++入門講座』がお勧めです。

なお、これらはある程度C言語を使えることが前提となっている場合があるので、必要に応じて、C言語の入門書を購入した方が良いでしょう。

C++の将来性

C++については、多くの問題を抱えながらも、依然として需要が根強い状態にあります。

組み込み機器から業務系、面から裏まで幅広い分野で主力の開発言語としてC言語とともに使われているということもあり、当面の間は需要が消えるということはないと言えます。

とは言え、C++の複雑さは有名で、しばしば批判の対象となっています。実際問題として、その開発の上で気をつけなければならない問題は非常に多く、その解決策として多数の言語が登場しています。

例えば、JavaやC#はその一例として挙げられます。C++で問題となった多重継承をはじめとした複雑さの原因をインスタンス継承に止めるといった、よりシンプルな方向へ向かう一方で、豊富なライブラリー群を備えるといった対策が行われました。ただ、JavaやC#においては仮想マシンを必要とする課題がありました。

このほか、D言語やGo、Rustなど、C言語/C++を標榜する言語も登場しており、C++が抱える問題への解決としての提案が出されていますが、これらは一定の成果を挙げていることもあり、C++の優位性が決して絶対的とは言えないことが伺えます。

C言語/C++を使いこなせるということで相当な強みを持つことは確かですが、それを活かすためには、応用を利かせること、さらなるスキルを磨くことが求められるでしょう。

最後に

C言語とともに組み込みシステムからPCアプリ、スマートフォンアプリ、業務用システムまで、幅広い分野でユーザーの見えるところから見えないところまで、その非常に広い範囲で使われているC++、それは多くの問題を抱えながら、今日でもメジャーな言語として使われ続けています。

一方で、幅広さや落とし穴の多さといった問題点は決して無視できるものではなく、バグの温床になっているということもあり、開発者にとってはしばしば挫折の原因になることもあります。

とは言え、依然として根強い需要があり、なおかつ今後も進化を続けている有力なプログラミング言語の一つという強みは依然として健在であるということもあり、使いこなせることで強みになるということもあり、プログラミング言語の奥の深さに触れてみたい方、強みをつけたいという方は、習得して損はないでしょう。

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