C++のクラス(class)の作り方とオブジェクト生成を解説

2025年8月19日2025年9月12日

C++で本格的なアプリケーションを作るためには、クラス(class)とオブジェクトの基本を理解することが欠かせません。

本記事では、クラスの定義方法とオブジェクトの生成(インスタンス化)を、初心者向けに順を追って丁寧に説明します。

構文の最小形からメンバの追加、宣言と定義の分離、そして関数に渡す基本まで、実行可能なサンプルコードで確認していきます。

目次 [ close ]

C++のクラスとオブジェクトの基本

クラス(class)とは

クラスとは、データとそれに関連する操作(関数)をひとまとまりに表す設計図です。

C++では、クラスを使うことでプログラムの構造を整理し、再利用しやすくできます。

クラスの中には、メンバ変数(状態)とメンバ関数(振る舞い)を定義します。

また、publicやprivateなどのアクセス指定子で外部に公開する範囲を制御します。

以下は概念の要点です。

クラス = 設計図(何を持ち、何ができるかを定義)
オブジェクト = その設計図から作られた実体
アクセス指定子でカプセル化(データ隠蔽)を行い、使いやすく安全なAPIを提供します

オブジェクト(インスタンス)とは

オブジェクトとは、クラスから実際に生成された値(実体)のことです。

例えばclass Car {...};という設計図からCar myCar;のように作られる具体物がオブジェクトです。

プログラム実行時には、オブジェクトはメモリ上に配置され、.(ドット演算子)でメンバにアクセスします。

クラスとオブジェクトの関係

クラスは型、オブジェクトはその型の値です。

つまり「int型とintの値」の関係に似ています。

クラスでできることは、インスタンス(オブジェクト)として具体的なデータと振る舞いを持ちます。

次の対応で理解すると把握しやすいです。

クラス: 型(何を持つか、どう振る舞うかを定義)
オブジェクト: 値(定義に基づく具体的なデータと機能)
複数のオブジェクトは同じクラスから何個でも生成可能

クラス(class)の作り方(基本構文)

最小のclass定義

まずは最小の形を確認します。

クラスは末尾にセミコロンが必要です。

C++

// 最小のクラス定義の例
class Empty {
    // 何も持たないクラス
}; // ← このセミコロンを忘れない

この状態でもEmpty e;のようにオブジェクトを生成できます。

もっとも、何も持たないので使い道は限られます。

メンバ変数とメンバ関数の追加

次に、状態と振る舞いを持つクラスを作ります。

初心者が最初に身につけたいのは、メンバ変数は原則private、操作はpublicにするという基本方針です。

C++

// カウンタを表すクラスの例
#include <iostream>
using namespace std;

class Counter {
private:
    int value; // カウンタの現在値(外部から直接は触らせない)

public:
    // 初期化用の関数(本記事では簡単のために関数で初期化)
    void init(int start) {
        value = start; // メンバ変数に代入
    }

    // 値を1つ増やす
    void increment() {
        value = value + 1;
    }

    // 現在値を読み出す
    int get() {
        return value;
    }
};

int main() {
    Counter c;    // オブジェクトを生成
    c.init(10);   // 初期化
    c.increment();// 1増やす
    cout << c.get() << endl; // 期待される出力: 11
}

実行結果

ここでは簡単のため、初期化はメンバ関数initで行いました。

C++にはコンストラクタという専用の初期化機能もありますが、詳細は別記事で扱います。

宣言と定義の分け方(入門)

規模が大きくなると、クラスの「宣言(インタフェース)」と「定義(実装)」を分けるのが一般的です。

ヘッダファイルにクラスの宣言、ソースファイルにメンバ関数の定義を書きます。

以下はCounterを分割した例です。

C++Counter.hpp

// Counter.hpp (ヘッダファイル)
// クラスの宣言(インタフェース)
#ifndef COUNTER_HPP
#define COUNTER_HPP

class Counter {
private:
    int value;

public:
    void init(int start);
    void increment();
    int get();
};

#endif // COUNTER_HPP

C++Counter.cpp

// Counter.cpp (実装ファイル)
// メンバ関数の定義(本体)
#include "Counter.hpp"

void Counter::init(int start) {
    value = start;
}

void Counter::increment() {
    value = value + 1;
}

int Counter::get() {
    return value;
}

C++main.cpp

// main.cpp (利用側)
// クラスを使うコード
#include <iostream>
#include "Counter.hpp"
using namespace std;

int main() {
    Counter c;
    c.init(3);
    c.increment();
    cout << c.get() << endl; // 期待: 4
}

実行結果

この分割により、使う側はヘッダだけを見れば「何ができるか」を把握できるようになります。

実装の変更に強く、再コンパイル時間の短縮にも役立ちます。

クラス末尾の;(セミコロン)に注意

クラス定義の締めには必ずセミコロン;が必要です。

C++

class Example {
    // クラスの中身あれこれ
}; // ← このセミコロンを忘れない

関数定義の締めには不要なので、クラス定義だけ特別と覚えておくとミスを減らせます。

オブジェクトの作り方(インスタンス化と使い方)

自動変数でオブジェクト生成

最も基本的な生成法は、自動記憶域(ローカル変数)として宣言することです。

関数のスコープを抜けると自動的に破棄されます。

C++

// 自動変数としてのオブジェクト生成
#include <iostream>
using namespace std;

class Point {
public:
    int x;
    int y;
};

int main() {
    Point p;   // 自動変数として生成
    p.x = 2;
    p.y = 5;
    cout << "(" << p.x << "," << p.y << ")" << endl;
}

実行結果

(2,5)

ここでは説明の都合でメンバをpublicにしています。

実務では原則privateにしてアクセサ関数を用意することが多いです。

ドット演算子でメンバにアクセス

オブジェクトのメンバには.でアクセスします。

ドット演算子は値そのもの(オブジェクト)からメンバを取り出すと覚えるとよいでしょう。

C++

#include <iostream>
using namespace std;

class Greeter {
private:
    string name;

public:
    void setName(const string& s) {
        name = s;
    }
    void sayHello() {
        cout << "Hello, " << name << "!" << endl;
    }
};

int main() {
    Greeter g;      // オブジェクト生成
    g.setName("C++");
    g.sayHello();   // ドット演算子でメンバ関数呼び出し
}

実行結果

Hello, C++!

関数に渡して使う(値渡しの基本)

関数の引数にクラス型を指定すると、デフォルトでは「値渡し(コピー)」になります。

つまり、関数内では元のオブジェクトのコピーが使われ、呼び出し元には影響しません。

C++

#include <iostream>
using namespace std;

class Counter {
private:
    int value = 0;

public:
    void increment() { value = value + 1; }
    int get() { return value; }
};

// 値渡し: 引数cは呼び出し元の「コピー」
void addThree(Counter c) {
    c.increment();
    c.increment();
    c.increment();
    cout << "[addThree内] c = " << c.get() << endl;
}

int main() {
    Counter c;
    c.increment(); // 1回だけ増やす (c = 1)
    addThree(c);   // 値渡し(コピー)なので呼び出し元cは変化しない
    cout << "[main内]    c = " << c.get() << endl;
}

実行結果

[addThree内] c = 3
[main内]    c = 1

この動作により、呼び出し元のデータを保護できる一方、コピーが高コストの型ではパフォーマンスに影響することがあります。

性能や意図に応じて参照渡しを使う方法もありますが、詳細は別記事で扱います。

小さなサンプルで流れを確認

クラス定義→オブジェクト生成→メンバ呼び出し

最後に、1ファイルで完結する小さな流れのサンプルを示します。

クラス定義→オブジェクト生成→メンバ呼び出しの一連の動きを確認しましょう。

C++

// Sample: 1つのクラスを作り、使うまでの最短経路
#include <iostream>
using namespace std;

// 2Dベクトルの長さを求めたいが、まずは大枠だけ作る例
class Vector2 {
private:
    double x;
    double y;

public:
    // 簡易初期化用の関数(本記事ではコンストラクタを避けて関数で説明)
    void set(double x_, double y_) {
        x = x_;
        y = y_;
    }

    // x, y を読み出す関数
    double getX() { return x; }
    double getY() { return y; }

    // 文字列表現を表示する
    void print() {
        cout << "Vector2(" << x << ", " << y << ")" << endl;
    }
};

int main() {
    Vector2 v;      // 1) オブジェクト生成
    v.set(3.0, 4.0);// 2) 状態を設定
    v.print();      // 3) メンバ関数を呼び出し
    cout << "x=" << v.getX() << ", y=" << v.getY() << endl;
}

実行結果