レガシー第8章：関数ポインタとC++メンバ関数ポインタの怪

#pragma once
#include <iostream>

// ❌ C言語流コールバック: 型情報が完全に消え去る
typedef void (*RawButtonCallback)(int buttonId, void* userData);

class LegacyButton {
private:
    int buttonId_;
    RawButtonCallback callback_;
    void* userData_;

public:
    LegacyButton(int id) 
        : buttonId_(id), callback_(nullptr), userData_(nullptr) {}

    void setCallback(RawButtonCallback cb, void* data) {
        callback_ = cb;
        userData_ = data; // 型チェックなしで何でも代入できてしまう
    }

    void press() {
        std::cout << "[LegacyButton " << buttonId_ << "] クリックされました\n";
        if (callback_) {
            callback_(buttonId_, userData_);
        }
    }
};

#pragma once
#include <iostream>

// ✅ C++流インターフェース: コンパイラが型を100%保証する
class IButtonListener {
public:
    virtual ~IButtonListener() = default;
    virtual void onButtonPressed(int buttonId) = 0;
};

class SafeButton {
private:
    int buttonId_;
    IButtonListener* listener_;

public:
    SafeButton(int id) : buttonId_(id), listener_(nullptr) {}

    // IButtonListener を実装したクラスのポインタしか受け付けない
    void setListener(IButtonListener* listener) {
        listener_ = listener;
    }

    void press() {
        std::cout << "[SafeButton " << buttonId_ << "] クリックされました\n";
        if (listener_) {
            listener_->onButtonPressed(buttonId_);
        }
    }
};

#include <iostream>

class Spaceship {
private:
    int shield_ = 100;
public:
    void repairShield(int amount) {
        shield_ += amount;
        std::cout << "シールド修復: +" << amount << " (現在値: " << shield_ << ")\n";
    }

    void emergencyBoost(int amount) {
        shield_ -= amount;
        std::cout << "緊急加速！シールド消費: -" << amount << " (現在値: " << shield_ << ")\n";
    }
};

int main() {
    Spaceship ship;

    // メンバ関数ポインタの宣言
    void (Spaceship::*action)(int) = nullptr;

    // 状況に応じて呼び出すメンバ関数を切り替え
    action = &Spaceship::repairShield;
    (ship.*action)(20); // シールド修復が呼ばれる

    action = &Spaceship::emergencyBoost;
    (ship.*action)(15); // 緊急加速が呼ばれる

    // メンバ関数ポインタのサイズを表示
    std::cout << "通常ポインタのサイズ: " << sizeof(void*) << " バイト\n";
    std::cout << "メンバ関数ポインタのサイズ: " << sizeof(action) << " バイト\n";
    // 多くのコンパイラ（MSVCやGCC）で 16バイト と表示される！

    return 0;
}

#pragma once
#include <iostream>

// 1. 抽象委譲基底クラス
class IActionDelegate {
public:
    virtual ~IActionDelegate() = default;
    virtual void execute(int value) = 0;
};

// 2. 任意のクラスのメンバ関数を安全にバインドするテンプレート
template <typename T>
class MemberDelegate : public IActionDelegate {
private:
    T* targetInstance_;
    void (T::*targetFunc_)(int);

public:
    MemberDelegate(T* inst, void (T::*func)(int))
        : targetInstance_(inst), targetFunc_(func) {}

    void execute(int value) override {
        if (targetInstance_ && targetFunc_) {
            (targetInstance_->*targetFunc_)(value);
        }
    }
};

// 3. 型推論を効かせて簡潔に生成するヘルパー関数
template <typename T>
IActionDelegate* createDelegate(T* inst, void (T::*func)(int)) {
    return new MemberDelegate<T>(inst, func);
}

#include "Delegate.h"
#include <vector>
#include <string>

// ゲーム内のボタンUI
class GameUIButton {
private:
    std::string label_;
    int eventValue_;
    IActionDelegate* actionDelegate_ = nullptr;

public:
    GameUIButton(const std::string& label, int value)
        : label_(label), eventValue_(value) {}

    ~GameUIButton() {
        delete actionDelegate_; // 登録されたデリゲートを解放
    }

    void setOnClick(IActionDelegate* del) {
        delete actionDelegate_;
        actionDelegate_ = del;
    }

    void simulateClick() {
        std::cout << "\n[UI] ボタン「" << label_ << "」が押されました！\n";
        if (actionDelegate_) {
            actionDelegate_->execute(eventValue_);
        }
    }
};

// プレイヤー
class PlayerCharacter {
public:
    void triggerBomb(int blastPower) {
        std::cout << "💣 [Player] メガボム炸裂！ 威力: " << blastPower 
                  << " 画面内の全敵に大ダメージ！\n";
    }

    void heal(int hpAmount) {
        std::cout << "💚 [Player] ナノリペア起動！ HPが " << hpAmount << " 回復！\n";
    }
};

// サウンドマネージャー
class AudioSystem {
public:
    void playBgmTrack(int trackId) {
        std::cout << "🎵 [Audio] BGMトラック #" << trackId << " を再生開始\n";
    }
};

int main() {
    PlayerCharacter player;
    AudioSystem audio;

    // ボタンの作成
    GameUIButton bombButton("ボム発動", 999);
    GameUIButton healButton("緊急回復", 50);
    GameUIButton musicButton("BGM変更", 3);

    // ✅ 型安全に異なるクラスのメンバ関数を登録！
    // 相手が Player でも AudioSystem でも、同じボタンクラスで透過的に扱える！
    bombButton.setOnClick(createDelegate(&player, &PlayerCharacter::triggerBomb));
    healButton.setOnClick(createDelegate(&player, &PlayerCharacter::heal));
    musicButton.setOnClick(createDelegate(&audio, &AudioSystem::playBgmTrack));

    // ボタンのクリックをシミュレート
    bombButton.simulateClick();
    healButton.simulateClick();
    musicButton.simulateClick();

    return 0;
}

• 1. 関数ポインタの呼び出しオーバーヘッドが非常に大きく、FPSが著しく低下するから
• 2. void* にキャストした時点でコンパイラの型チェックが完全に失われ、渡す型やキャスト先を間違えてもコンパイルが通って実行時に即死するから
• 3. C言語の関数ポインタは1つのプログラムの中で最大10個までしか宣言できない仕様だから
• 4. void* を使うとOSのメモリ管理機能が停止し、PCが必ずフリーズするから

• 1. メンバ関数はコンパイル後に削除されるため、メモリ上に機械語が存在しないから
• 2. メンバ関数を正しく実行するには、対象のインスタンスを指す暗黙の第1引数「this ポインタ」を渡す必要があるから
• 3. C++ではすべての関数ポインタの利用が言語規格で禁止されているから
• 4. メンバ関数は引数を最大で1つしか取ることができない制限があるから

• 1. 関数の名前（文字列）がそのままポインタの中に埋め込まれているから
• 2. 呼び出し時に対象の基底クラスへ this ポインタのアドレスを補正するための「this オフセット調整値」などが内部に含まれているから
• 3. コンパイラがバグを起こして不要なゴミデータを詰め込んでいるだけである
• 4. C++のクラスはすべて16バイト単位でメモリをアライメントしなければならないから

• 1. すべてのクラスを単一の神クラス（God Object）に統合してメンバ関数を無くす
• 2. インスタンスポインタとメンバ関数ポインタをクラステンプレートでペアとして保持し、共通の抽象基底（IActionDelegate）を介して呼び出す委譲（Delegate）パターン
• 3. マクロを用いてすべての関数をインライン展開し、実行時の関数呼び出しを行わないようにする
• 4. アセンブラでCPUレジスタを直接書き換えるインラインアセンブリを全ファイルに記述する