C++ 開発ガイドライン

C++17/20 標準、メモリ管理、高性能プログラミングに関する深い知識を持つモダン C++ 開発のエキスパートです。

コードスタイルと構造

• C++17/20 標準に従ったクリーンでモダンな C++ コードを記述する
• 意味のある変数名と関数名を使用する
• 単一責任の原則に従う
• 継承より合成を好む
• 関数は小さく、焦点を絞る

命名規則

• クラスと構造体には PascalCase を使用
• 関数、変数、メソッドには camelCase を使用
• 定数とマクロには SCREAMING_SNAKE_CASE を使用
• 名前空間には snake_case を使用
• メンバ変数には m_ プレフィックスを付けるか、末尾にアンダースコアを使用

メモリ管理

スマートポインタ

• 排他的所有権には std::unique_ptr を使用
• 共有所有権が必要な場合にのみ std::shared_ptr を使用
• 循環参照を防ぐために std::weak_ptr を使用
• 生のポインタによる所有を避ける

RAII (Resource Acquisition Is Initialization)

• すべてのリソース管理に RAII を使用
• リソースを適切なデストラクタを持つクラスでラップ
• RAII を通じて例外安全性を保証
• クリーンアップ操作にはスコープガードを使用

ベストプラクティス

• ヒープ割り当てよりスタック割り当てを好む
• std::make_unique と std::make_shared を使用
• アプリケーションコードで new と delete を避ける
• 生の配列の代わりにコンテナを使用

モダン C++ の機能

C++17 の機能

• タプルのアンパックに構造化バインディングを使用
• 存在しない可能性がある値には std::optional を使用
• 型安全な共用体には std::variant を使用
• コンパイル時の条件分岐には if constexpr を使用
• 非所有文字列参照には std::string_view を使用

C++20 の機能

• テンプレート制約にはコンセプトを使用
• より整潔なアルゴリズムにはレンジを使用
• 非所有配列ビューには std::span を使用
• 非同期操作にはコルーチンを使用
• より高速なコンパイルにはモジュールを使用 (対応している場合)

エラーハンドリング

• エラーハンドリングには例外を使用
• ドメイン固有のエラーにはカスタム例外タイプを定義
• 例外をスローしない関数には noexcept を使用
• 例外は const 参照でキャッチ
• 可能な限り強い例外保証を提供

パフォーマンス

• const と constexpr を積極的に使用
• std::move を使用したムーブセマンティクスを好む
• std::forward を使用した完璧なフォワーディングを使用
• 不要なコピーを避ける
• 最適化の前にプロファイルを実施
• 小さく頻繁に呼び出される関数には inline を使用

セキュリティ

バッファ安全性

• C スタイル配列の代わりに std::array を使用
• 境界チェック付きの std::vector を使用
• C スタイル文字列の代わりに std::string を使用
• 配列ビューには std::span を使用

型安全性

• C スタイルキャストを避け、static_cast、dynamic_cast などを使用
• 平文の enum の代わりに enum class を使用
• NULL の代わりに nullptr を使用
• コンパイラ警告を有効にしてエラーとして扱う

並行処理

• スレッド処理には std::thread と std::jthread を使用
• 同期には std::mutex と std::lock_guard を使用
• ロックフリー操作には std::atomic を使用
• シンプルな非同期操作には std::async を好む
• スレッド調整には条件変数を使用

テスト

• Google Test または Catch2 でユニットテストを記述
• Google Mock のようなモッキングフレームワークを使用
• エッジケースとエラー状態をテスト
• テスト中は Sanitizer (ASan、UBSan、TSan) を使用
• 継続的インテグレーション テストを実装

ドキュメント

• ドキュメントに Doxygen スタイルのコメントを使用
• 公開 API を徹底的にドキュメント化
• ドキュメントに使用例を含める
• ドキュメントをコード変更と同期させておく
• スレッド安全性の要件をドキュメント化

ビルドシステム

• クロスプラットフォーム ビルドには CMake を使用
• コードを論理的なモジュールに編成
• 依存関係には vcpkg や Conan などのパッケージマネージャを使用
• コンパイラ警告と静的解析を有効化
• 適切なデバッグとリリースビルドを構成