C++樹林– category –
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【C++】std::this_thread::yield() | 他のスレッドにCPUを明け渡す方法
はじめに マルチスレッドプログラミングにおいて、あるスレッドがループの中で、特定の条件が満たされるのをひたすら待ち続ける（ビジーウェイトまたはスピンロック）ような実装を行うことがあります。しかし、このような実装は、CPUリソースを無駄に消費... -
【C++】スレッドを一時停止（スリープ）する方法 (sleep_for, sleep_until)
はじめに マルチスレッドプログラミングでは、特定のスレッドの実行を、意図的に一定時間だけ**一時停止（スリープ）**させたい場面がよくあります。例えば、定期的に処理を実行したり、他のスレッドとのタイミングを調整したりするケースです。 C++の標準... -
【C++】std::thread::hardware_concurrency() で最適なスレッド数を取得する方法
はじめに マルチスレッドプログラミングで処理を並列化する際、「一体いくつのスレッドを立ち上げるのが最も効率的なのか？」という問題に直面します。スレッド数をやみくもに増やしても、CPUコア数以上のスレッドは、結局のところCPU時間を奪い合うだけに... -
【C++】std::mutex の使い方 | スレッド間の排他制御で競合を防ぐ方法
はじめに マルチスレッドプログラミングでは、複数のスレッドが、グローバル変数のような共有リソースに同時にアクセスして値を変更しようとすると、データ競合（レースコンディション）が発生し、プログラム全体の整合性が壊れてしまいます。 例えば、あ... -
【C++】std::shared_mutex の使い方 | 読み取りのパフォーマンスを向上させる方法
はじめに マルチスレッドプログラミングにおいて、共有リソースへのアクセスを std::mutex で保護すると、読み取りと書き込みの両方が排他的になります。しかし、「書き込みはほとんど発生せず、大半が読み取り」という状況では、本来同時に実行できるはず... -
【C++】std::lock_guardとstd::unique_lockの使い方 | mutexを安全に管理する方法
はじめに マルチスレッドプログラミングでは、複数のスレッドが同じデータ（共有リソース）に同時にアクセスすると、データが破壊されたり、予期せぬ競合状態が発生したりする問題があります。これを防ぐのが、std::mutex（ミューテックス）を使った排他制... -
デッドロックを回避！複数のリソースを安全にロックする方法
複数のスレッドが動作するプログラムにおいて、2つ以上の共有リソース（データ）を同時に操作する必要があるケースは少なくありません。例えば、ある銀行口座から別の口座へ送金する処理などがこれにあたります。 このような処理を単純に実装すると、デッ... -
ロックからの解放：atomicによる高速な排他制御入門
スレッド間でデータを安全に共有するための最も一般的な方法はMutexによるロックです。しかし、ロックはスレッドの待機（ブロッキング）を引き起こす可能性があり、パフォーマンス上のボトルネックになることも少なくありません。 この記事では、ロックを... -
スレッド間の連携を円滑に：condition_variableによる待機と通知の作法
マルチスレッドのプログラムでは、あるスレッドが特定の条件が満たされるまで処理を待機し、別のスレッドがその条件を満たしたときに通知を送る、という連携が必要になる場面が多くあります。 この記事では、そのようなスレッド間のイベント待機を効率的に... -
スレッド間の通信：promiseとfutureによる安全な値の受け渡し
複数のスレッドを用いて処理を並行して実行する際、あるスレッド（ワーカースレッド）が計算した結果や処理の成否を、別のスレッド（メインスレッド）が受け取りたいという状況は頻繁に発生します。 この記事では、標準ライブラリが提供するpromiseとfutur... -
UIが固まらない！asyncとfutureで始める非同期処理入門
アプリケーションのボタンをクリックしたとき、重い処理が始まって画面全体がフリーズ（応答なし）になってしまった…そんな経験はありませんか？これは、時間のかかる処理（同期処理）がメインの処理をブロックしてしまうために起こります。 この記事では... -
ロック不要で安全？thread_localでスレッドごとの状態を管理する方法
マルチスレッドプログラミングで頭を悩ませるのが、複数のスレッドからアクセスされる変数の管理です。すべてのスレッドで共有されるstatic変数は、データ競合を防ぐためにロック（Mutex）が必須となり、コードを複雑にします。 しかし、「スレッド間では... -
並列アルゴ-リズムで処理を高速化！安全な使い方と注意点
最近のコンピューターは、複数の計算コア（マルチコア）を搭載するのが当たり前になりました。この計算能力を最大限に活用し、重い処理を高速化する強力な仕組みが、標準ライブラリに用意されています。 この記事では、標準アルゴリズムを「並列化」して実... -
C++23の新機能！std::generatorで遅延シーケンスを簡単に生成しよう
大量のデータを順番に処理したいとき、皆さんはどう実装しますか？std::vectorに全てのデータを格納してからループ処理する方法が一般的ですが、「もしデータが無限に続くとしたら？」「全てのデータをメモリに保持したくない」といったケースでは、この方... -
C++ヘッダファイルのお作法： #pragma once 対 インクルードガード
C++で複数のファイルに分割して開発を進めていると、同じヘッダファイルを意図せず複数回インクルードしてしまい、「クラスが再定義されています」といったコンパイルエラーに遭遇することがあります。これはC++の**ODR（One Definition Rule - ワン・デフ... -
C++の隠し味？コンパイラ固有の属性 __declspec と __attribute__ を解説
C++プログラミングにおいて、時にはコンパイラに対して標準機能の範囲を超える、より詳細な指示を与えたい場面があります。例えば、「この関数はDLLからエクスポートする」「この構造体は特定のメモリ境界に配置してほしい」といったケースです。 この記事... -
C++の基底クラスにアクセス！謎のキーワード__superとは？
C++のクラス継承において、派生クラスから基底クラスのメンバ関数を呼び出すのは日常的な操作です。通常はBase::func()のように基底クラス名を明示しますが、Microsoft社のVisual C++コンパイラには、__superという特別なキーワードが用意されています。 ... -
C++の型名を読みやすく！typeidの結果をデマングルする方法
C++でデバッグやログ出力を行う際、typeid(some_variable).name() を使って変数の型名を取得することがあります。しかし、特にテンプレートや名前空間を使った複雑な型の場合、出力された文字列が N2NS5InnerIiE のような暗号めいたものになり、困惑した経... -
たった1行でC++を高速化！OpenMPによるforループ並列化入門
「この重たいループ処理、もっと速くならないだろうか…」 C++での開発において、計算量の多いforループの実行速度は常に課題となります。近年のCPUは複数のコアを持つ「マルチコア」が当たり前。この有り余るパワー、活かさないのはもったいないですよね。... -
C++の性能を限界まで引き出す！SIMD組み込み関数入門
C++で最高のパフォーマンスを追求する際、コンパイラの最適化だけでは到達できない領域があります。そのような場面で強力な武器となるのが、CPUの機能を直接叩く**「組み込み関数（Intrinsic Functions）」**です。 この記事では、組み込み関数とは何か、... -
【C++開発者向け】CUDAとThrustライブラリで始めるGPU高速化入門
C++で大規模なデータを扱う際、その計算速度がボトルネックになっていませんか？ 本記事では、その解決策となり得るGPGPU技術について、特にC++開発者が取り組みやすいNVIDIAのCUDAとThrustライブラリに焦点を当て、その基本から実践的なサンプルコードま... -
【C++】typeid の使い方 | 実行時のオブジェクトの型を判別する方法 (RTTI)
はじめに C++の継承とポリモーフィズム（多態性）を使うと、親クラスへのポインタの配列に、様々な種類の子クラスオブジェクトをまとめて格納できます。しかし、時には「このポインタが今指しているのは、『戦士』オブジェクトなのか、それとも『魔法使い... -
【C++】抽象クラスと純粋仮想関数とは？継承先に実装を強制する方法
はじめに C++の継承において、親クラス（基底クラス）の段階では具体的な処理内容は決められないが、「このクラスを継承する子クラス（派生クラス）は、必ずこの機能（メンバ関数）を実装しなければならない」というルールを設けたい場合があります。 例え... -
【C++】仮想関数 (virtual) とは？ポリモーフィズム（多態性）を実現する方法
はじめに C++の継承では、親クラス（基底クラス）へのポインタを使って、子クラス（派生クラス）のオブジェクトを指し示すことができます。しかし、ここで一つ問題があります。 親クラスのポインタ->関数() のように呼び出した場合、通常は**ポインタの... -
【C++】基本クラスへのポインタで、派生クラスのオブジェクトを指す方法
はじめに C++の継承において、「is-a 関係」という重要な概念があります。これは、「車は乗り物の一種である」というように、子クラスが親クラスの一種である、という関係性を示すものです。 この is-a 関係があるため、C++では、親クラスを指すポインタを... -
【C++】子クラスで親クラスのメンバ関数をオーバーライドする方法
はじめに C++の継承では、子クラス（派生クラス）は親クラス（基底クラス）のメンバ関数を引き継ぎます。しかし、時には「親クラスの機能を、子クラス独自の処理に**上書き（変更）**したい」という場面があります。 このように、親クラスから継承したメン... -
【C++】継承におけるメンバへのアクセスルール (public, protected, private)
はじめに C++の継承では、子クラスは親クラスのメンバを引き継ぎますが、全てのメンバに自由にアクセスできるわけではありません。親クラスのメンバが public, protected, private のどれで宣言されているかによって、子クラスの内部から、またクラスの外... -
【C++】継承で、子クラスから親クラスの引数付きコンストラクタを呼び出す方法
はじめに C++の継承において、子クラスのオブジェクトが生成される際には、必ず親クラスのコンストラクタが先に呼び出されます。もし親クラスに引数なしのデフォルトコンストラクタしか存在しない場合は、コンパイラが自動でそれを呼び出してくれます。 し... -
【C++】クラスの継承入門 | 既存のクラスを再利用して新しいクラスを作る方法
はじめに オブジェクト指向プログラミングの三本柱の一つである「継承 (Inheritance)」は、既にあるクラスの機能（メンバ変数やメンバ関数）を受け継いで、新しいクラスを定義するための強力な仕組みです。 例えば、「乗り物」という基本的なクラスがあれ... -
Python変数の参照とコピー：copyモジュールで予期せぬ変更を防ぐ
参照とは？ Pythonでは、変数はデータそのものを直接格納しているわけではなく、メモリ上のデータが保存されている場所を指し示す「参照（リファレンス）」として機能します。 この仕組みは、データ型が**イミュータブル（変更不可能）**か、**ミュータブ...
