C言語でマルチインスタンスモジュールを書く

概要

マルチインスタンスモジュールとは

アプリケーションによっては、同じモジュールに異なるデータと状態を持たせるために、複数のインスタンスが必要になるだろう。たとえば、複数のFIFO データを必要とするアプリケーションが考えられる。
(テスト駆動開発による組み込みプログラミング)

C++ や java や python 等ではクラスを書いてインスタンス生成すれば、別々の状態をもったオブジェクトを管理できますが、C にはクラスがないので工夫が必要となります。

つくるもの

カウンターをつくります。機能は以下の通りです。

• カウントアップ
• カウントダウン
• カウントを出力
• カウントをリセット

構造体を定義する

内部データを格納するための構造体を定義します。

// counter.c
#include "counter.h"

typedef struct CounterStruct
{
    int count;
    int subtotalCount;
} CounterStruct;

構造体はヘッダファイルでポインタ型として typedef しておきます。

// counter.h
typedef struct CounterStruct *Counter;

これにより構造体の中身を隠蔽したまま、外部(counter.hをインクルードしたコード)から利用できるようになりました。

コンストラクタとデストラクタ

インスタンスを生成(メモリを確保)するコンストラクタと、破棄(メモリを開放)するデストラクタを書きます。

// counter.c
Counter Counter_Create(void)
{
	Counter self = malloc(sizeof(CounterStruct));
	self->count = 0;
	self->subtotalCount = 0;
	return self;
}

void Counter_Destroy(Counter self)
{
	free(self);
}

どのようにして使うかというと、

#include counter.h

int main(void){
    Counter myCounter1;
    Counter myCounter2;
    // まずポインタを宣言。このときまだメモリは確保されていない

    myCounter1 = Counter_Create();
    myCounter2 = Counter_Create();
    // Counter_Create() 内でメモリが確保され、そのアドレスが返り値で渡される
    // 返り値をさっきつくった myCounter ポインタにセットする

    Counter_Destroy(myCounter1);
    Counter_Destroy(myCounter2);
    // 使い終わったらメモリを開放する
}

機能をつくる

関数は第一引数として Counter 型をとります。たとえばカウントをインクリメントする関数は

void Counter_CountUp(Counter self)
{
	self->count++;
}

となります。

変数の値を取得する

Counter 型の詳細は隠蔽されているので、変数にアクセスするためには関数を通して値を取得します。

int Counter_GetCount(Counter self)
{
    return self->count;
}

まとめ

• ひとつのコードで複数の状態をもてる
• 構造体の詳細は隠蔽する
• 変数に直接アクセスさせない
• 今回のコード:https://github.com/paragraph14/qiita-code/tree/master/counter

参考

テスト駆動開発による組み込みプログラミング