テンプレートプログラミングの探求
C++ Module 07で学ぶ、汎用性と安全性を両立する設計手法
1. Module 07 の概要：テンプレートとは何か？
このモジュールでは、C++の強力な機能である**テンプレート**に焦点を当てました。テンプレートは、特定の型に依存しない**関数やクラスの「設計図」**を作成するための仕組みです。この「設計図」を使うことで、`int`用、`string`用、自作クラス用など、様々な型に対して同じロジックを再利用でき、コードの重複を劇的に減らし、**汎用性**と**型安全性**の高いプログラミング（ジェネリックプログラミング）を実現できます。
2. 各演習の概要と詳細学習リンク
各演習は、テンプレートの概念を段階的に理解するために設計されています。基本的な関数テンプレートから始まり、応用的な使い方、そして最終的にはリソースを管理する堅牢なクラスの設計へと進みます。
📝 Exercise 00: 基本的な関数テンプレート
`swap`, `min`, `max`をテンプレート化し、コンパイラによる**型推論**の仕組みと、テンプレートが型に要求する「暗黙のルール」を学びました。
インタラクティブなノートで学習 →📝 Exercise 01: 応用的な関数テンプレート (`iter`)
`const`配列と非`const`配列を安全に扱うため、**関数のオーバーロード**を活用しました。これにより`const`正確性が保証されます。
インタラクティブなノートで学習 →📝 Exercise 02: クラス・テンプレート (`Array`)
動的メモリを扱う`Array`クラスを設計。**リソース管理**、**例外安全性**、そしてそのための最重要パターンである**Copy-and-Swapイディオム**を学びました。
インタラクティブなノートで学習 →3. 特に重要な技術詳細
このモジュールで学ぶ概念は、プロフェッショナルなC++プログラミングの基礎となります。以下のインタラクティブなデモで、特に重要な3つのテクニックを深く理解しましょう。
Copy-and-Swapイディオム
例外安全な代入演算子を実装するための決定版テクニックです。「`a = b;`」の裏側で何が起きているのか、ステップごとに見ていきましょう。
`explicit`キーワード
意図しない暗黙の型変換を防ぐ安全装置です。トグルスイッチで`explicit`の有無を切り替え、コンパイラの挙動の違いを確認してください。
func(10);
責務の分離
コピーコンストラクタと代入演算子が互いを呼び合うと「無限再帰」に陥ります。その危険性をコールスタックのシミュレーションで体感してください。
4. 応用例：自作ライブラリの作成
このモジュールで学んだテンプレート技術は、実際のソフトウェア開発において、特定の要件に特化しつつも高い汎用性と安全性を持つ強力なツールを自ら作り出すことを可能にします。
より詳細な応用事例については、以下のインタラクティブなノートをご覧ください。
実用テンプレートライブラリ開発事例集 →ゲーム開発
`Vector3D
組込みシステム
`StaticVector
データ処理
どんな型でもJSON等に変換できる、汎用的なシリアライズライブラリを構築。