関数ポインタと delegate / Observer と event¶

言語機能の詳細はラムダ式・関数ポインタ・std::function、設計面はObserverで説明済み。ここでは対応関係を整理します。

対応表: 「delegateの機能」はC++では分業される¶

C#のdelegateは多機能な統合パッケージです。C++では機能ごとに別の道具に分かれます。

delegateの機能	C++の対応物
関数を変数に入れる	関数ポインタ(状態なし)/ ラムダ
インスタンスメソッド+thisを束ねる	ラムダのキャプチャ `[this]{ ... }` / `std::bind_front`
型として宣言(`Action<int>`)	`std::function<void(int)>`
マルチキャスト(`+=`で複数登録)	言語サポートなし → `vector<std::function>` を自作(Observer)
`-=` で解除	自作(ID/トークン方式。ラムダは==比較できないため、C#式の-=は再現不能)
GCによる寿命安全	なし → 参照キャプチャ・thisキャプチャの寿命は自分で保証

// C#: 1つの機構で全部済む
public event Action<int> Damaged;
Damaged += OnDamaged;      // 登録
Damaged -= OnDamaged;      // 解除(メソッドグループが==比較できるから可能)
Damaged?.Invoke(10);

// C++20: 分業した道具を組み合わせる(検証済み: samples/pattern_observer.cpp)
class Health {
public:
    using Handler = std::function<void(int)>;
    int Subscribe(Handler h) { handlers_.emplace_back(nextId_, std::move(h)); return nextId_++; }
    void Unsubscribe(int id) { std::erase_if(handlers_, [id](auto& p){ return p.first == id; }); }
    void Notify(int dmg) { for (auto& [id, h] : handlers_) h(dmg); }
private:
    std::vector<std::pair<int, Handler>> handlers_;
    int nextId_ = 0;
};

eventキーワードに相当するもの¶

C#の event は「クラス外からは += / -= しかできない」(Invokeと=を封じる)というアクセス制御。C++で同等の設計をするなら「Subscribe/Unsubscribeだけをpublicにし、通知リストとNotifyをprivateに」——言語機能ではなく設計で表現します(上の例がそうなっている)。

寿命問題: C#が隠していた最大の差分¶

C#: delegateが対象インスタンスをGC参照で延命する。「購読したままオブジェクトが消える」と、消えずに残り続ける(リーク方向の事故。UnityのMissingReference例外はエンジン破棄との齟齬)
C++: [this] キャプチャは延命しない(ただの借用)。thisが先に死ねば呼び出しはUAF(未定義動作)
対策の定石: 購読トークンのRAII化(トークン破棄=自動Unsubscribe。メンバに持てば寿命と購読が連動)/ weak_ptr捕捉+lock確認

// RAII購読トークンの骨子
class Subscription {   // デストラクタでUnsubscribeを呼ぶだけの小さなRAII
public:
    Subscription(Health& h, int id) : h_(&h), id_(id) {}
    ~Subscription() { if (h_) h_->Unsubscribe(id_); }
    // ムーブ可・コピー不可(所有権1つ)— 実装は samples を参照
private:
    Health* h_; int id_;
};
// UI部品がメンバに Subscription を持てば、部品の破棄と同時に購読も消える

UnityEventとの対応¶

UnityEvent	C++での近似
インスペクタで配線	対応物なし(データ駆動の配線を自作するか、UEのBlueprint/Delegateへ → 第10部)
SerializeされたPersistentCall	文字列/IDベースの自作イベントテーブル
動的呼び出し(遅い)	std::functionのリスト(比較にならないほど速い)

Unity開発者が誤解しやすい点¶

「+=/-=が言語にあるはず」— C++にはない。解除の仕組みを最初に設計する(トークン・ID)のがC++流
「イベントに登録すれば相手は生き続ける」— C++は逆(延命しない)。寿命はイベントと独立に設計
ラムダのGC Allocを恐れる癖 — C++のラムダはスタック上の値。恐れるべきはAllocではなく参照キャプチャの寿命

理解度チェック¶

C#のdelegateが束ねている機能を3つ以上挙げ、C++での対応物を言えますか。
C#式の -= OnDamaged がC++のラムダで再現できない理由は?
購読トークンのRAII化は、C#とC++それぞれのどんな事故を防ぐ設計ですか(方向が逆であることに注意)。

演習¶

samples/pattern_observer.cpp にRAII購読トークン(Subscription)を実装し、「スコープを抜けたUI部品の購読が自動で消える」ことをログで確認してください。

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