コード読解演習 Step 3【上級】：多態性・vtable・動的挙動の追跡

### 動的ディスパッチを暴く「3大探索テクニック」

1. **テクニック1：「派生クラス・実装一覧」を引く**:
- `class [A-Za-z0-9_]+ : public ICommand` で正規表現検索をかけ、このインターフェースを実装している具象クラスの全候補をリストアップします。
2. **テクニック2：「生成起点（Factory/new）」を逆引きする**:
- キューに積まれる手前で、誰が `new MoveCommand(...)` を行っているかを検索します。
- イベント発火のトリガー（ボタン押下、パケット受信、AI判断）が見えてきます。
3. **テクニック3：「仮想デストラクタの存在」を必ず確認する**:
- 基底ポインタ経由で `delete cmd;` される場合、基底クラスに `virtual ~ICommand()` がないと派生クラスのデストラクタが呼ばれずメモリリークを起こします。コード読解時の最重要チェックポイントです。

• 「呼び出し元」ではなく「生成元」を探す: 多態性コードの真の挙動を知るには、`execute()` を呼んでいる場所ではなく、そのオブジェクトを `new` して渡している場所を特定するのが近道です。

#pragma once
#include <string>

struct Context {
    int playerX = 10;
    int enemyHp = 50;
};

class ICommand {
public:
    virtual ~ICommand() = default;
    virtual void execute(Context& ctx) = 0;
    virtual std::string getName() const = 0;
};

#pragma once
#include <iostream>
#include "ICommand.h"

// 移動コマンド
class MoveCommand : public ICommand {
private:
    int m_deltaX;

public:
    MoveCommand(int deltaX) : m_deltaX(deltaX) {}

    void execute(Context& ctx) override {
        ctx.playerX += m_deltaX;
        std::cout << "[Action] 移動実行: X座標が " << ctx.playerX << " になりました\n";
    }

    std::string getName() const override { return "MoveCommand"; }
};

// 攻撃コマンド
class AttackCommand : public ICommand {
private:
    int m_damage;

public:
    AttackCommand(int damage) : m_damage(damage) {}

    void execute(Context& ctx) override {
        ctx.enemyHp -= m_damage;
        std::cout << "[Action] 攻撃実行: 敵HPに " << m_damage 
                  << " ダメージ！(残HP: " << ctx.enemyHp << ")\n";
    }

    std::string getName() const override { return "AttackCommand"; }
};

#pragma once
#include <vector>
#include <iostream>
#include "ICommand.h"

class CommandQueue {
private:
    std::vector<ICommand*> m_queue;

public:
    ~CommandQueue() {
        // メモリ解放（基底の仮想デストラクタ経由）
        for (ICommand* cmd : m_queue) {
            delete cmd;
        }
    }

    void push(ICommand* cmd) {
        m_queue.push_back(cmd);
    }

    void processAll(Context& ctx) {
        std::cout << ">>> キュー内の全コマンドを一括ディスパッチ実行:\n";
        for (ICommand* cmd : m_queue) {
            std::cout << "実行中: " << cmd->getName() << " -> ";
            // ★多態的呼び出し：vtable経由で具象クラスのexecute()が呼ばれる！
            cmd->execute(ctx);
        }
        m_queue.clear();
    }
};

#include <iostream>
#include "ConcreteCommands.h"
#include "CommandQueue.h"

int main() {
    Context gameContext;
    CommandQueue queue;

    // イベントに応じてコマンドをキューイング（生成起点）
    queue.push(new MoveCommand(5));
    queue.push(new AttackCommand(25));
    queue.push(new MoveCommand(-2));

    // キューを実行
    queue.processAll(gameContext);

    std::cout << "=== 最終ゲームコンテキスト ===\n";
    std::cout << "自機X: " << gameContext.playerX << ", 敵HP: " << gameContext.enemyHp << "\n";
    return 0;
}

• vtableを通じた実行時の「化け」を見破る: CommandQueue は ICommand という抽象しか知りません。しかし実行時には注入された MoveCommand や AttackCommand の具象コードが正確に呼び出されます。

• 1. コンパイラがすべての if-else 分岐を自動生成しているから
• 2. オブジェクト内に埋め込まれた vptr（仮想関数テーブルポインタ）が、実行時にその具象クラス固有の vtable を参照して間接関数ジャンプを行うから
• 3. main.cpp の行番号を直接記憶しているから
• 4. OSのプロセス管理機能が関数を検索しているから

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正解：オブジェクト内に埋め込まれた vptr（仮想関数テーブルポインタ）が、実行時にその具象クラス固有の vtable を参照して間接関数ジャンプを行うから
正解です！C++の仮想関数（virtual）は、各オブジェクトに不可視の vptr（仮想テーブルポインタ）を持たせ、実行時に vtable から関数アドレスを解決する動的ディスパッチによって動作します。

• 1. コンパイルエラーになりビルドできない
• 2. 基底クラスのデストラクタしか呼ばれず、派生クラス固有のメンバ変数の解放処理がスキップされて未定義動作・メモリリークが発生する
• 3. PCの電源が落ちる
• 4. 自動的にガーベジコレクションが実行される

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正解：基底クラスのデストラクタしか呼ばれず、派生クラス固有のメンバ変数の解放処理がスキップされて未定義動作・メモリリークが発生する
正解です！基底クラスのポインタ経由で派生オブジェクトを破棄（delete）する場合、仮想デストラクタ（virtual ~ICommand）が必須です。仮想になっていないと派生側のデストラクタがスキップされメモリリークや未定義動作を引き起こします。

• 1. playerX = 10, enemyHp = 50
• 2. playerX = 15, enemyHp = 25
• 3. playerX = 13, enemyHp = 25
• 4. playerX = 17, enemyHp = 75

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正解：playerX = 13, enemyHp = 25
正解です！初期値 playerX=10 に +5 され 15、次に -2 されて 13 になります。敵HPは初期値 50 から -25 されて 25 になります。

• 1. 諦めて全てのファイルを1行目から目視で探す
• 2. プロジェクト全体を対象に `: public インターフェース名` で grep 検索（またはIDEの実装一覧機能）をかけて具象クラスをリストアップし、それらがどこで new / 生成されているかを特定する
• 3. コンパイルを止めて再インストールする
• 4. すべての virtual を削除してみる

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正解：プロジェクト全体を対象に `: public インターフェース名` で grep 検索（またはIDEの実装一覧機能）をかけて具象クラスをリストアップし、それらがどこで new / 生成されているかを特定する
正解です！派生クラスの宣言パターン（`: public ICommand`）を検索することで候補を一網打尽にし、さらに「その具象クラスをインスタンス化している Factory や登録箇所」を特定するのがプロの読解テクニックです。