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究極の安全性を追求する「JSF C++」コーディング規約:2026年におけるバイブスと実装

ソフトウェア開発において「動く」ことは最低条件に過ぎません。しかし、もしそのコードが戦闘機(F-35)の操縦システム数千億円規模の資産を制御するものだとしたら、求められるのは「動く」ことではなく「絶対に壊れない、かつ予測可能であること」です。

今回は、Lockheed Martinが策定した伝説的な規約 JSF AV C++ Coding Standards(以下、JSF規約)に焦点を当て、その厳格すぎる「バイブス(精神)」と、現代における実装例を解説します。

1. JSF規約とは何か:空の安全を支える鉄の掟

JSF AV C++規約は、Joint Strike Fighter(統合打撃戦闘機)プロジェクトのために作成された、C++のサブセット規約です。航空電子機器のような、リアルタイム性極限の信頼性が要求される環境を想定しています。

その核心にあるのは、**「不確実性の徹底排除」**です。

JSF規約の象徴的な「shall」ルール(絶対遵守事項)

JSF規約には多くのルールがありますが、その中でも「バイブス」を象徴する制約を抜粋しました。これらは単なる推奨ではなく、違反すればレビューを通らない「掟」です。

種別 ルール番号 内容(日本語意訳) 理由(安全性観点)

shall AV Rule 27 動的メモリ確保(new/delete)の禁止 断片化・リーク・非決定論的な実行時間の排除

shall AV Rule 30 例外処理(throw/catch)の禁止 スタックアンワインドの予測不能性を防ぐ

shall AV Rule 143 再帰関数の禁止 スタックオーバーフローによるシステム沈黙の防止

shall AV Rule 111 goto文の禁止 スパゲッティコード化と論理的証明の困難さを回避

shall AV Rule 15/16 関数形式・定数マクロの禁止 型安全性の欠如と副作用の防止

shall AV Rule 49 RTTI(dynamic_cast等)の禁止 実行時コストの増大と複雑化の回避

shall AV Rule 218 ポインタ演算の禁止 未定義動作やメモリ境界越えバグの温床を断つ

2. JSF規約を体現する「バイブ・コーディング」の実装例

2026年現在のモダンなC++(C++17/20/23)の文脈を取り入れつつ、JSF規約を厳格に守ったコードはどのようになるのか。振動制御(Vibration Controller)を例に見てみましょう。

インターフェース設計:不確実性をコンパイル時に殺す

// VibrationController.hpp
#pragma once

#include <cstdint>
#include <array>

namespace Actuator {

    // 定数はマクロではなくconstexprで定義(AV Rule 16)
    constexpr uint32_t MAX_CHANNEL = 8U;

    class VibrationController final {
    public:
        // コピー・ムーブともに禁止(予期せぬ複製によるリソース競合を防ぐ)
        VibrationController(const VibrationController&) = delete;
        VibrationController& operator=(const VibrationController&) = delete;

        // 例外を投げないことを明示(AV Rule 30)
        explicit VibrationController() noexcept;

        // 公開関数はすべて成功/失敗を戻り値で返す(例外禁止)
        bool setFrequency(uint32_t channel, uint16_t freq_hz) noexcept;
        bool setAmplitude(uint32_t channel, uint16_t amp_mV) noexcept;

        // 状態取得もポインタ演算を避け、参照渡しを利用
        bool getCurrentState(uint32_t channel, uint16_t& freq_out) const noexcept;

    private:
        struct ChannelState {
            uint16_t frequency_hz {0U};
            uint16_t amplitude_mv {0U};
            bool     active       {false};
        };

        // ヒープ(new)を使わず、スタック上の固定長配列を利用(AV Rule 27)
        std::array<ChannelState, MAX_CHANNEL> channels_;

        static constexpr uint16_t MAX_FREQ_HZ = 20000U;
    };

} // namespace Actuator

実装:防御的プログラミングの極致

#include "VibrationController.hpp"

namespace Actuator {

VibrationController::VibrationController() noexcept
    : channels_() // 値初期化によるゼロクリアを保証
{
    // コンストラクタ内でも防御的に初期状態を確定させる
    for (auto& ch : channels_) {
        ch.active = false;
    }
}

bool VibrationController::setFrequency(uint32_t channel, uint16_t freq_hz) noexcept {
    // 境界チェックの徹底(AV Rule 218関連:ポインタ演算を使わずインデックスで制御)
    if (channel >= MAX_CHANNEL) {
        return false; 
    }
    
    if (freq_hz > MAX_FREQ_HZ) {
        return false;
    }

    channels_[channel].frequency_hz = freq_hz;
    channels_[channel].active = (freq_hz > 0U);

    return true;
}

} // namespace Actuator

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究極の安全性を追求する「JSF C++」コーディング規約:2026年におけるバイブスと実装

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