C++関数完全ガイド：基礎から応用まで（ユーザー定義・標準ライブラリ）

C++ 関数をマスターする

このチュートリアルでは、C++関数の基礎——ユーザー定義関数、プロトタイプ、パラメータ、戻り値型、標準ライブラリ関数——を明確な実例とともに解説します。

関数は特定のタスクを実行する自己完結したコードブロックです。複雑な問題を小さく再利用可能な関数に分割することで、可読性、保守性、テスト容易性が向上します。

C++では2つの関数カテゴリに出会います：

1. 標準ライブラリ関数 – 言語で事前定義（例: sqrt(), abs()）
2. ユーザー定義関数 – 独自ロジックをカプセル化するために自分で書く関数

ここではユーザー定義関数に焦点を当て、構文、呼び出し、ベストプラクティスを扱います。

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C++ ユーザー定義関数

C++では、戻り値型、名前、オプションのパラメータという明確なシグネチャで関数を定義できます。

関数宣言の構文

returnType functionName(parameter1, parameter2, ...) {
    // 関数本体
}

例: void greet() は挨拶を出力。空の括弧はパラメータなしを意味します。

// 関数宣言
void greet() {
    cout << "Hello World";
}

重要ポイント：

• 関数名: greet()
• 戻り値型: void（値を返さない）
• パラメータ: なし（空の括弧）
• 本体: {} 内のコード

関数の呼び出し

greet() を使うには、必要な場所で呼び出すだけです。

int main() {
    greet();
}

実例 1: テキスト表示

#include <iostream>
using namespace std;

void greet() {
    cout << "Hello there!";
}

int main() {
    greet();
    return 0;
}

出力

Hello there!

関数パラメータ

パラメータは関数に渡される値のプレースホルダーです。

void printNum(int num) {
    cout << num;
}

printNum を呼び出すとき、引数を渡します：

int main() {
    int n = 7;
    printNum(n);
    return 0;
}

実例 2: 複数パラメータを持つ関数

#include <iostream>
using namespace std;

void displayNum(int n1, float n2) {
    cout << "The int number is " << n1;
    cout << "The double number is " << n2;
}

int main() {
    int num1 = 5;
    double num2 = 5.5;
    displayNum(num1, num2);
    return 0;
}

出力

The int number is 5
The double number is 5.5

引数の型が宣言されたパラメータと一致することを確認してください。

戻り値文

関数は値を返せます。戻り値型を指定し、return で結果を提供します。

int add(int a, int b) {
    return a + b;
}

add を呼び出し、結果を格納：

int sum = add(100, 78);
cout << "100 + 78 = " << sum << endl;

実例 3: 2数の加算

#include <iostream>
using namespace std;

int add(int a, int b) {
    return a + b;
}

int main() {
    int sum = add(100, 78);
    cout << "100 + 78 = " << sum << endl;
    return 0;
}

出力

100 + 78 = 178

関数プロトタイプ

関数が最初の使用より後に定義される場合、プロトタイプでコンパイラにシグネチャを知らせます。

// プロトタイプ
void add(int, int);

int main() {
    add(5, 3);
    return 0;
}

// 定義
void add(int a, int b) {
    cout << (a + b);
}

プロトタイプ構文：

returnType functionName(paramType1, paramType2, ...);

実例 4: プロトタイプの使用

#include <iostream>
using namespace std;

int add(int, int);

int main() {
    int sum = add(100, 78);
    cout << "100 + 78 = " << sum << endl;
    return 0;
}

int add(int a, int b) {
    return a + b;
}

出力

100 + 78 = 178

ユーザー定義関数のメリット

• カプセル化: 関連コードを単一の再利用可能ブロックにグループ化
• 可読性: 複雑なロジックを説明的な関数に分割
• 保守性: 1箇所の修正で全呼び出し箇所に反映
• テスト容易性: 機能を分離してユニットテスト可能

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標準ライブラリ関数

C++標準ライブラリは、一般的なタスクを簡素化する豊富な出来合いの関数を提供します。例: sqrt(), abs(), isdigit() など。

ライブラリ関数を使うには、宣言されているヘッダーをインクルードします。数学演算なら #include <cmath> で sqrt(), pow() などが利用可能になります。

実例 5: 平方根の計算

#include <iostream>
#include <cmath>
using namespace std;

int main() {
    double number = 25.0;
    double squareRoot = sqrt(number);
    cout << "Square root of " << number << " = " << squareRoot;
    return 0;
}

出力

Square root of 25 = 5

sqrt() 関数の宣言は cmath ヘッダーにあるため、#include <cmath> ディレクティブが必要です。

C++ライブラリ関数についてさらに深く知りたい場合は、C++ 標準ライブラリ リファレンス を参照してください。