C言語 コンパイルエラー C2558の原因と対処法について解説

Visual Studioなどの開発環境でコンパイル時に表示されるエラー c2558 は、コピーコンストラクターのアクセス指定に問題がある場合に発生します。

具体的には、コピーコンストラクターが private や explicit として宣言されていると、オブジェクトの初期化時にエラーが起こることがあります。

このエラーが出た場合は、コピーコンストラクターのアクセス指定や宣言方法を見直していただくとよいでしょう。

エラー発生条件

本節ではコピーコンストラクターに関するエラー発生条件について説明します。

特に、コピーコンストラクターの宣言方法や初期化処理のタイミングがエラーにどのように影響するかを見ていきます。

コピーコンストラクターの宣言方法

コピーコンストラクターの宣言方法が不適切な場合、エラー C2558 が発生する原因となることがあります。

以下の各項目で具体的な問題点を説明します。

アクセス指定(private)の問題

コピーコンストラクターをクラス内で private に指定している場合、同じ型の別のオブジェクトの初期化時にアクセスが制限され、エラーが発生する可能性があります。

たとえば、次のサンプルコードではコピーコンストラクターが private で定義されているため、同じクラスの別オブジェクトを生成しようとするとコンパイルエラーとなります。

#include <stdio.h>
// クラス風の構造体を定義します
typedef struct Example {
    int data;
} Example;
// コピーコンストラクター(疑似的な例)をprivateとして定義(実際のC言語ではコンストラクター概念はないため、イメージとして)
static Example copyExample(const Example* src) {
    Example temp;
    temp.data = src->data;
    return temp;
}
int main(void) {
    Example a = { 10 };
    // 以下の操作は本来コピーコンストラクターがpublicであれば成立しますが、ここでは関数のアクセス制限のイメージです
    Example b = copyExample(&a);  // 正しくコピーできる場合とできない場合のイメージ
    printf("a.data = %d, b.data = %d\n", a.data, b.data);
    return 0;
}

a.data = 10, b.data = 10

上記のコードは、コピー処理自体は問題なく動作する例ですが、実際のクラスを用いたプログラミング言語(C++など)では、コピーコンストラクターが private の場合、同じ型のオブジェクトを直接生成できず、エラー C2558 が発生します。

explicit修飾子の影響

コピーコンストラクターやその他のコンストラクターに explicit 修飾子が付与されると、自動変換が禁止されるため、関数間でのオブジェクトの受け渡しが制限されエラーにつながるケースがあります。

この影響は、特にコピーコンストラクターが不要な明示的な呼び出しを要求する場合に注意が必要です。

たとえば、次のような状況でエラーが発生する可能性があります。

#include <stdio.h>
// explicit の概念はC言語には存在しませんが、C++での振る舞いをイメージしてください
typedef struct Sample {
    int value;
} Sample;
// 仮想的に explicit を付けたコピー関数のイメージ
Sample explicitCopySample(const Sample* src) {
    Sample temp;
    temp.value = src->value;
    return temp;
}
int main(void) {
    Sample s1 = { 20 };
    // 暗黙の変換が行われず、明示的な呼び出しが必要となる
    Sample s2 = explicitCopySample(&s1);
    printf("s1.value = %d, s2.value = %d\n", s1.value, s2.value);
    return 0;
}

s1.value = 20, s2.value = 20

この場合、明示的にコピー関数を呼び出さなければならず、誤って暗黙のコピー処理が要求されるとエラーが発生する可能性があります。

const参照パラメーターの対応状況

コピーコンストラクターが const 参照ではなく、非 const 参照をパラメーターとして受け取る場合、const 修飾されたオブジェクトのコピーができずエラーの原因となります。

たとえば、以下のイメージコードでは、const 修飾されたオブジェクトのコピー時に問題が生じる可能性を示しています。

#include <stdio.h>
// 注意：C言語では参照の考え方はポインターで実装されるため、const指定に注意が必要です
typedef struct Data {
    int number;
} Data;
// コピー関数が非constポインターを受け取る場合の例
Data copyData(Data* src) {
    Data temp;
    temp.number = src->number;
    return temp;
}
int main(void) {
    const Data d1 = { 30 };
    // const Data を非constのポインターに渡すためにエラーが発生する可能性があります
    // 以下のコードは警告またはエラーとなる場合のイメージです
    // Data d2 = copyData(&d1); // 正しくは const修飾を受け入れる関数が必要です
    // 適切にするためには、コピー関数の引数をconstに変更する必要があります
    printf("d1.number = %d\n", d1.number);
    return 0;
}

上記の例では、copyData関数の引数を const Data* に変更することで、constオブジェクトもコピーできるようになりエラーが回避されます。

コンパイル時の初期化処理

オブジェクトのコピーや初期化はコンパイル時に自動的に行われる場合があり、コピーコンストラクターが不適切に定義されていると、初期化時にエラーが発生します。

たとえば、以下のコードはオブジェクトの初期化時に正しいコピー関数が呼ばれることを前提としています。

#include <stdio.h>
typedef struct Config {
    int setting;
} Config;
// 正しい初期化関数の例として、コピー関数を用意する
Config initConfig(const Config* src) {
    Config newConfig;
    newConfig.setting = src->setting;
    return newConfig;
}
int main(void) {
    Config configA = { 5 };
    // コンパイル時の初期化処理としてコピーが適用されるケース
    Config configB = initConfig(&configA);
    printf("configA.setting = %d, configB.setting = %d\n", configA.setting, configB.setting);
    return 0;
}

configA.setting = 5, configB.setting = 5

このように、初期化処理時にコピー関数が正しく定義されていれば、エラーを回避してオブジェクトの生成と初期化がスムーズに行われます。

原因の詳細解析

本節では、エラー C2558 の原因となるコピー処理時の振る舞いや、エラーメッセージが表示される条件について具体的に解説します。

コピー処理時の振る舞い

コピー処理中にオブジェクトの初期化が失敗する場合、またはコピーコンストラクターが不足している場合には、エラーが発生することがあります。

以下の項目で詳しく見ていきます。

オブジェクトの初期化失敗

オブジェクトの初期化時にコピー処理が正しく行われない場合、初期化が失敗する原因となります。

たとえば、メモリの深い部分まで正しくコピーされなかったり、構造体のデータが意図した状態にならなかったりする場合があります。

この種の失敗は、特にポインターや動的領域を扱う場合に注意が必要です。

$\text{初期化失敗}$が発生すると、後続の処理に影響が及びエラー C2558 が誘発される可能性があります。

コピーコンストラクターの不足と制限

コピーコンストラクターが用意されていない、または不適切に制限されている場合、コンパイラーが既定のコピー処理を生成したときに誤動作が起こることがあります。

特に、private 状態や explicit 指定が影響している場合、意図せぬコピー処理の呼び出しができないという制限に掛かる可能性があります。

これにより、オブジェクトのコピーが失敗し、エラーが発生するケースが確認されています。

エラーメッセージの解析

エラーメッセージ「C2558」は、コピーコンストラクターに関連する問題がある場合に表示されます。

ここでは、その具体的な表示条件とケースについて解説します。

C2558エラーの表示条件

エラー C2558 は主に、以下のような状況で発生します。

• コピーコンストラクターが private に定義されているため、外部からアクセスできない場合
• コンストラクターが explicit 指定され、暗黙のコピーが許可されていない場合
• コピーコンストラクターが const パラメーターを受け入れず、const 修飾されたオブジェクトをコピーできない場合

エラーメッセージは「’identifier’ : プライベート メンバー、プロテクト メンバーの初期化にはコンストラクターが必要です。」などと表示され、この指摘に従って修正する必要があります。

発生するケースの具体例

実際にエラー C2558 が発生するケースとして、以下のようなシナリオが挙げられます。

• クラスや構造体の定義時に、コピーコンストラクターが意図的に private とされ、他のオブジェクト生成時にアクセスできない
• コピーコンストラクターに explicit 指定がされているために、暗黙の型変換などでコピー処理が要求されたタイミングでエラーとなる
• const 修飾されたオブジェクトのコピー時に、コピーコンストラクターの引数が非 const として定義されているため、コピー処理ができなくなる

これらのケースでは、プログラムの設計段階で注意深くコピーコンストラクターの定義を見直す必要があり、適切な修正が求められます。

対処法と修正例

本節では、エラー C2558 を回避するための具体的な修正手順を説明します。

各対処法ごとに、サンプルコードを交えてわかりやすく解説します。

コピーコンストラクターの修正手順

正しくコピー処理が行えるように、コピーコンストラクターの宣言を見直します。

以下に、各問題点に対する対処方法を説明します。

アクセス指定の調整方法

コピーコンストラクターが private になっている場合は、少なくとも外部からコピー処理が呼び出せるように public に変更する必要があります。

たとえば、C++ の場合は次のように宣言を変更することが考えられます。

(C言語では概念はないですが、設計の参考としてご覧ください。)

//　以下はC++の参考例です(C言語ではなく、イメージとして)
/*
class Example {
public:
    Example(const Example& src) {
        data = src.data;
    }
private:
    int data;
};
*/

C言語の場合は、コピー関数のアクセス制御を設計上で適切に管理する必要があります。

関数のスコープを公開することで、正しいコピーが行えるようにします。

explicit修飾子の見直し

コピーコンストラクターに explicit 修飾子が原因で暗黙のコピーが行われない場合は、必要に応じて修飾子を削除するか、明示的な呼び出し文として設計を見直します。

たとえば、明示的な呼び出しが求められる状況であれば、以下のように修正することで対処可能です。

#include <stdio.h>
typedef struct Item {
    int value;
} Item;
// 明示的なコピー関数(explicit相当の振る舞いの回避)
Item copyItem(const Item* src) {
    Item newItem;
    newItem.value = src->value;
    return newItem;
}
int main(void) {
    Item item1 = { 100 };
    // 明示的にコピー関数を呼び出すことにより、問題を回避
    Item item2 = copyItem(&item1);
    printf("item1.value = %d, item2.value = %d\n", item1.value, item2.value);
    return 0;
}

item1.value = 100, item2.value = 100

この方法で、意図しない暗黙のコピー呼び出しを防止する設計としながら、コピー処理を正しく行えるようになります。

const対応のコピーコンストラクター例

関数の引数に const を適用することで、const 修飾されたオブジェクトも安全にコピーできるように修正します。

以下はそのためのサンプルコードです。

#include <stdio.h>
typedef struct Record {
    int id;
} Record;
// const修飾を受け入れるコピー関数
Record copyRecord(const Record* src) {
    Record newRecord;
    newRecord.id = src->id;
    return newRecord;
}
int main(void) {
    const Record rec1 = { 42 };
    Record rec2 = copyRecord(&rec1);
    printf("rec1.id = %d, rec2.id = %d\n", rec1.id, rec2.id);
    return 0;
}

rec1.id = 42, rec2.id = 42

このように、コピー関数の引数を const にすることで、constオブジェクトのコピーが可能となり、エラーの発生を防ぐことができます。

修正後の検証方法

修正を加えた後は、コンパイルと実行を通じて動作確認を行う必要があります。

ここでは、検証の手順と動作確認のポイントについて説明します。

コンパイル確認の手順

修正後は、以下の手順でコンパイルが正常に行われるかを確認します。

• すべてのソースコードファイルを保存する
• コンパイラーの警告やエラーメッセージをチェック
• 修正したコピーコンストラクターや関数が正しく呼び出されるかテストプログラムを実行

コンパイラーが指定するエラーメッセージを注視し、特にコピーに関する警告が表示されないことを確認してください。

動作確認のポイント

動作確認では、以下のポイントに注意しながらテストを進めます。

• コピー後のオブジェクトと元のオブジェクトのデータが一致するか
• コピー処理でメモリの領域に不整合がないか
• 関数呼び出し時に指定した引数が正しく反映されるか

これらを確認することで、修正が正しく動作しており、エラー C2558 の原因が解消されているかを検証できるようになります。

まとめ

この記事では、コピーコンストラクターに起因するエラー C2558 が、private指定、explicit修飾子の適用、const参照の不備などによって発生する理由について説明しています。

また、正しい初期化処理の方法や、修正例をサンプルコードを交えて解説し、エラーを回避する具体策と検証方法を紹介しました。