====== 🎓 第4章　計算できるクラスを作ろう：Vector2Dクラス ====== ===== 🏁 学習目標 ===== * 引数と戻り値を持つメンバ関数を作る * オブジェクト同士の計算を行う方法を理解する * sqrt() 関数を使ってベクトルの長さ（距離）を求める ---- ===== 💬 ベクトルってなに？ ===== ベクトルとは、「大きさ」と「向き」を持った量のことです。ゲームやCGでは「位置」「速度」「移動方向」など、あらゆる場面で使われます。ここでは、''(x, y)'' の2次元ベクトルを例に考えます。


Vector2D v1
  ├─ x = 3
  ├─ y = 4
  ├─ add(v2) → v1 + v2 を新しいベクトルとして返す
  └─ length() → √(x² + y²)

---- ===== 🧮 例題：Vector2Dクラス ===== **目的:** 2つのベクトルを足し算して、新しいベクトルを作ってみよう。


#include 
#include    // sqrt() 用
using namespace std;

class Vector2D {
public:
    double x;
    double y;

    // コンストラクタ（中かっこ初期化対応）
    Vector2D(double a, double b) {
        x = a;
        y = b;
    }

    // 別のベクトルを足して結果を返す
    Vector2D add(Vector2D other) {
        double nx = x + other.x;
        double ny = y + other.y;
        return Vector2D(nx, ny);  // 新しいベクトルを返す
    }

    // ベクトルの長さを求める
    double length() {
        return sqrt(x * x + y * y);
    }

    // 表示用
    void show() {
        cout << "(" << x << ", " << y << ")" << endl;
    }
};

int main() {
    // 丸かっこ初期化
    Vector2D v1(3, 4);

    // 中かっこ { } 初期化（統一初期化）
    Vector2D v2{1, 2};

    cout << "v1 = "; v1.show();
    cout << "v2 = "; v2.show();

    // v3 = v1 + v2 の結果を作る
    Vector2D v3 = v1.add(v2);

    cout << "v3 = v1 + v2 = "; v3.show();

    cout << "v3 の長さ = " << v3.length() << endl;
}

**実行結果**


v1 = (3, 4)
v2 = (1, 2)
v3 = v1 + v2 = (4, 6)
v3 の長さ = 7.2111

**ポイント** * ''add()'' は ''Vector2D'' 型を返す → 新しいオブジェクトを返している。 * ''length()'' は ''double'' 型（数値）を返す。 * 戻り値を ''return'' で返すと、結果を別の変数に代入できる。 ---- ===== 🎮 ゲーム的に考えてみよう ===== ベクトルは **「移動方向」や「速さ」** を表すのに使えます。たとえば、キャラクターが2Dマップ上を動くとき、その「1フレームごとの移動量」をベクトルとして足し合わせると、**移動の軌跡（道筋）** が表せます。


スタート位置 pos = (0, 0)

移動1：(+1, +0) → 右へ
移動2：(+0, +1) → 上へ
移動3：(+1, +1) → 斜め右上へ

最終位置 pos = (0,0) + (1,0) + (0,1) + (1,1) = (2,2)

つまり「ベクトルを足す」ということは、 **キャラが連続して動いた結果の最終座標を求める**ことと同じです。これを理解しておくと、''add()'' の意味が「位置の更新」として自然にイメージできます。 ---- ===== 🧩 練習問題（第4問） ===== **ベクトルの減算・内積・正規化を追加してみよう。**


// クラス名: Vector2D
// - メンバ変数: x, y
// - コンストラクタ: (x, y) を初期化
// - メンバ関数:
//     1. add(Vector2D v)        … 足し算
//     2. sub(Vector2D v)        … 引き算 (x-v.x, y-v.y)
//     3. dot(Vector2D v)        … 内積を返す (x*v.x + y*v.y)
//     4. normalize()            … 長さを1にするベクトルを返す
//     5. show()                 … 表示
//
// main()で以下を実行せよ：
//   ・v1=(3,4), v2=(1,2)
//   ・v3=v1.sub(v2)
//   ・内積を求める
//   ・正規化した v1' の長さを確認する
//
// 出力例：
// v1 = (3, 4)
// v2 = (1, 2)
// v3 = (2, 2)
// 内積 = 11
// v1' = (0.6, 0.8)
// v1' の長さ = 1

**ヒント** * 正規化は「自分の長さで割る」 → ''x /= len; y /= len;'' * ただし長さが0のときは割れないので注意！ * 内積の定義：''x1*x2 + y1*y2'' ---- ===== 🎯 まとめ ===== |< tablewidth 50% >| |< 50% 50% >| ^ 覚えるポイント ^ 内容 ^ | 引数付きメンバ関数 | 他のオブジェクトを受け取って計算する | | 戻り値 | 新しい結果を返すことで再利用できる | | sqrt() | ベクトルの長さを求める関数（mathヘッダ） | | 丸かっこ／中かっこ初期化 | どちらもOK（中かっこは統一初期化） | | ゲームとの関係 | ベクトルの加算は「キャラの移動の軌跡」を表す | ---- ===== 💡 補足：クラス内に書くメンバ関数（インライン定義） ===== これまでの例では、クラスの中で ''関数の宣言'' と ''実装'' をまとめて書いてきました。


class Player {
public:
    void move() {
        // ここに動作を書く
    }
};

このように **クラスの中で関数の中身を書く** ことを「**インライン定義（inline定義）**」と呼びます。一方で、クラスの外に実装を書くこともできます。


class Player {
public:
    void move();   // ここでは宣言だけ
};

// クラスの外で実装
void Player::move() {
    // 動作の中身
}

===== 💬 「Player::move()」の意味 ===== ''Player::move()'' の ''::''（ダブルコロン）は「**スコープ解決演算子（scope resolution operator）**」と呼ばれます。これは、 > 「move関数は、Playerクラスに属するメンバ関数ですよ」という意味を持っています。もし ''::'' をつけなかったら、ただの「グローバル関数（どのクラスにも属さない関数）」として扱われてしまいます。


// NG例：クラス外の関数として扱われる
void move() {
    cout << "これはPlayerとは関係ない関数です。" << endl;
}

クラス外定義の正しい構文をもう一度まとめると：


戻り値の型 クラス名::関数名(引数リスト) {
    // 実装
}

**例：**


void Player::move(Vector2D dir) {
    pos = pos.add(dir);
}

このように書くことで、「**Playerクラスの move関数**」として正しく認識されます。 ^ 記述場所 ^ 特徴 ^ | クラスの中で書く | 短い処理向け。簡潔で見やすい。 | | クラスの外で書く | 長い処理やファイル分割（.h と .cpp）に向いている。 | ---- 📘 **次回のステップ** → 第5章では「Playerクラス」を題材に、**複数のメンバ関数が連携して動作するオブジェクト設計**を学びます。