====== 🎯 第2回　関数と参照・オーバーロード ======

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===== 🏁 授業目標 =====

  * C++の関数の定義・宣言・呼び出しを理解する
  * const参照(const &)の使い方を理解する
  * 関数のオーバーロードを使って柔軟な関数設計ができるようにする
  * ヘッダファイル(.h)とソースファイル(.cpp)の役割を理解する

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===== 🧠 関数の基本 =====
C++の関数は、変数や処理をひとまとめにし、複数回呼び出せる便利な構造です。

関数には **宣言(プロトタイプ)** と **定義** があり、main()より上に宣言を書き、下に定義を書くのが一般的です。

書式のイメージ： <code cpp>
// 関数の宣言
int add(int a, int b);

int main() {
int result = add(3, 5); // 呼び出し
return 0;
}

// 関数の定義
int add(int a, int b) {
return a + b;
} </code>

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===== 📁 ヘッダファイルとソースファイルの使い分け =====
C++では、関数を複数のファイルに分けて管理します。これによりプログラムの見通しが良くなり、再利用も容易になります。

**役割の違い：**

^ ファイル ^ 拡張子 ^ 主な役割 ^
| ヘッダファイル | .h または .hpp | 関数やクラスの「宣言」だけを書く |
| ソースファイル | .cpp | 関数やクラスの「定義」（実際の処理）を書く |

**書き方の例：** <code cpp>
// math.h
#pragma once
int add(int a, int b);
int sub(int a, int b); </code>

<code cpp>
// math.cpp
#include "math.h"

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

int sub(int a, int b) {
return a - b;
} </code>

<code cpp>
// main.cpp
#include <iostream>
#include "math.h"

int main() {
std::cout << add(5, 3) << std::endl;
std::cout << sub(5, 3) << std::endl;
} </code>

💡 **ポイント**

  * ヘッダには「宣言」、cppには「定義」
  * 同じ関数を複数の場所で使いたいときに便利
  * `#pragma once` で二重インクルードを防止

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===== 🧩 const参照(const &)の基本 =====
大きなデータをコピーせずに扱う際に便利です。

**const参照とは、実体のアドレスを受け取り、それを変更せずに利用する方法です。**

^ 種類 ^ 内容 ^ 特徴 ^
| 値渡し | 値をコピー | 安全だが遅い場合もある |
| 参照渡し | 実体を直接操作 | 変更される可能性あり |
| const参照 | 実体を読み取り専用で参照 | 安全で高速 |

**メリット**

  * コピーが発生しない → 高速
  * 値を変更できない → 安全
  * 一時オブジェクトも受け取れる

<code cpp>
void printName(const std::string& name) {
    std::cout << "Hello, " << name << std::endl;
}

int main() {
std::string s = "Taro";
printName(s);          // 実体を渡す
printName("Hanako");   // 一時文字列もOK
} </code>

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===== ⚙️ 関数のオーバーロード =====
同じ名前の関数を、**引数の数・型・順序の違い**で複数定義できる機能です。

**ポイント**

  * 戻り値の型だけの違いでは区別できない
  * 引数リスト（数・型・順序）を変える必要がある

<code cpp>
int area(int w, int h) {
    return w * h;
}

double area(double r) {
return 3.14 * r * r;
}

int main() {
std::cout << area(3, 4) << std::endl; // 長方形
std::cout << area(2.5) << std::endl;  // 円
} </code>

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===== 🧩 応用演習：参照渡しとオーバーロード =====
C++の関数を応用的に扱うための練習問題です。

  * 1️⃣ **swapInts(int&, int&)** — 2つの整数を入れ替える関数を作成せよ。
    * ポイント：参照渡しを利用して、呼び出し元の値が入れ替わるようにする。
  * 2️⃣ **maxValue(const int&, const int&)** — 2つの値のうち大きい方を返す関数を作成せよ。
    * const参照を用いて安全に比較する。
  * 3️⃣ **printValue** をオーバーロードし、int型・double型・string型に応じて異なる出力を行う関数を定義せよ。
    * 例：`printValue(3.14)` → "double型の値: 3.14"
  * 4️⃣ **calcAverage** をオーバーロードし、(1) int配列、(2) double配列 の平均値を返す関数を作成せよ。
    * ポイント：配列と要素数を引数にとる。
  * 5️⃣ **appendString(std::string&, const std::string&)** — 2つの文字列を結合し、呼び出し元の文字列に反映させる関数を作成せよ。
    * ポイント：第1引数を参照渡しで受け取り、内容を直接変更する。

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===== 🏆 まとめ =====

  * 関数は「処理をまとめる箱」
  * const参照で安全・高速な引数渡し
  * オーバーロードで同じ名前の関数を使い分け
  * 宣言はヘッダ、定義はcppに分けて管理する
  * 参照渡しで呼び出し元の値を直接変更できる