C++の紹介 (Japanese Edition)

第12章 std::unique_ptr によるメモリ管理

この作品はAIを使って翻訳されている。ご意見、ご感想をお待ちしている：[e-mail]

この章では、ヒープ上のオブジェクトを効果的に扱い、使用後にメモリが解放されるようにする方法について説明する。 第9章でcharポインタを、第11章でstd::stringの詳細を学んだ。 std::stringはcharポインタよりも高い抽象化レベルを提供し、作業を容易にする。 std::vectorと同様に、std::stringは自動的にサイズ変更を行い、スコープ外に出ると片付けを行うため、自分で処理する必要はない。 C++はオブジェクトの使用終了時にクリーンアップを支援する他の機能も提供する。 ヒープ上にで割り当てられたオブジェクトをクリーンアップしたい場合、スマートポインタを使うことで低レベルな手動メモリ管理を避けられる。スマートポインタとは、ポインタのように動作するが自動でクリーンアップを行う型だ。 スマートポインタにはいくつかの種類があるが、まずは最も使いやすいものから始めよう。 そうすれば第13章でスマートポインタを使って取引ゲームを拡張できるようになる。

では、なぜヒープを使いたいと思うのか？ これまで、std::stringやstd::vectorがバックグラウンドでヒープを使っていたとしても、直接自分でこれを行う必要はなかった。 第13章では、ヒープオブジェクトの重要なユースケースを示す：クラス型に応じて振る舞いを変えられることだ。 もう一つのユースケースは、サイズが変わるオブジェクトのためだ。 整数のように固定サイズのオブジェクトも多い。 一方、std :: vectorとstd::stringはどちらも要素数を可変にできる。コンパイル時に必要なサイズが分からない場合、ヒープを使って動的に割り当てるのだ。

この章では、動的メモリへのポインタを安全に扱うスマートな方法を説明する。 コンストラクタについてさらに学び、コンパイル時にコードをテストする新しい方法を見る。 また参照の復習も行い、この章の終わりまでに次の章で改良版トレーディングゲームを書く準備が整う。 第10章から、構成要素を使ってクラスを作成・移動・コピーする方法を学んできたが、この章ではクラスを使って振る舞いを変化させる準備を整える。

std::unique_ptrの作成

<MEMORY>ヘッダは様々なスマートポインタと、それらを作成する関数を提供する。 このセクションではstd::unique_ptrの使用方法を示し、その後「スマートポインタの詳細」で他のスマートポインタのタイプの概要を簡単に示す。 スマートポインタはメモリ管理を代行するため、生のポインタより扱いやすい。 ヒープメモリを取得したら、使用後は解放すべきだ。そうしないと、プログラムがメモリを保持し続け、システムがメモリ不足に陥る可能性がある。 スマートポインタは他のリソースの管理にも使える。

std::unique_ptrはstd::make_unique と密接に関連している。 std::make_unique関数はnewを呼び出し、スマートポインタのデストラクタはデフォルトで削除を呼び出す。 （これらの関数については「std::string の仕組み」で触れた。） スマートポインタを使えば、これらの関数を直接扱う必要はない。

新しいmain.cppファイルを作成する。 メモリヘッダとStockヘッダをインクルードする： ...