第２章５４関数ポインタと構造体を合わせて使う

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イチからゲーム作りで覚えるC言語

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概要

C言語で関数ポインタを使って、キャラクタごとの行動と関数を紐づけしておき、順番に各キャラクタが行動をすることで、自動的に紐づいた関数が実行されます。

この仕組みを使って、簡単なターン制バトルの動きを確認してみます。

プログラム例

まずはキャラクタの構造体を定義し、キャラクタがとれる動作を、関数で定義しておきます。

次に、キャラクタごとに、各ターンでどの行動（関数）をとるのかの紐づけを定義しておくことで、簡単にターン制のバトルを実現できます。

funcp_action.c

#include <stdio.h>
struct Character {
    char name[64];
    int hp;
    void (*action)(struct Character* src, struct Character* dest, int val);
};
typedef struct Character Ch;
void punch(Ch* src, Ch* dest, int val) {
    printf("%s のパンチ！ %s に %d のダメージ！\n", src->name, dest->name, val);
    dest->hp -= val;
}
void magic(Ch* src, Ch* dest, int val) {
    int damage = (dest->hp * 4) / 10; // 3割ダメージ
    printf("%s の火炎魔法！ %s は %d のダメージ！\n", src->name, dest->name, damage);
    dest->hp -= damage;
}
int main() {
    Ch planc = { "ぷらんく", 17, punch };
    Ch firerat = { "炎のネズミ", 13, magic };
    for (int i = 0; i < 20; i++) {
        printf("=== %d ターン目 ===\n", i);
        planc.action( &planc, &firerat, 5);
        firerat.action( &firerat, &planc, 3);
        printf("%s の体力は %d\n", planc.name, planc.hp);
        printf("%s の体力は %d\n", firerat.name, firerat.hp);
        if (planc.hp <= 0 || firerat.hp <= 0) break; // END
    }
}

このコードを実行するとしたのような結果になります。

実行結果

=== 1 ターン目 ===
ぷらんく のパンチ！ 炎のネズミ に 5 のダメージ！
炎のネズミ の火炎魔法！ ぷらんく は 6 のダメージ！
ぷらんく の体力は 11
炎のネズミ の体力は 8
=== 2 ターン目 ===
ぷらんく のパンチ！ 炎のネズミ に 5 のダメージ！
炎のネズミ の火炎魔法！ ぷらんく は 4 のダメージ！
ぷらんく の体力は 7
炎のネズミ の体力は 3
=== 3 ターン目 ===
ぷらんく のパンチ！ 炎のネズミ に 5 のダメージ！
炎のネズミ の火炎魔法！ ぷらんく は 2 のダメージ！
ぷらんく の体力は 5
炎のネズミ の体力は -2
勝負ありです！

では、コードの中身を確認していきます。 2～7行目でキャラクタの構造体を定義しており、そのメンバとして action という関数ポインタを持たせています。

funcp_action.c

struct Character {
    char name[64];
    int hp;
    void (*action)(struct Character* src, struct Character* dest, int val);
};
typedef struct Character Ch;

この action には、キャラクタごとのデータを定義するときに、あわせて行動（関数）を設定しておきます。

続いて、8 ～ 16 行目ではキャラクタが実行できる行動を関数で定義しています。

funcp_action.c

void punch(Ch* src, Ch* dest, int val) {
    printf("%s のパンチ！ %s に %d のダメージ！\n", src->name, dest->name, val);
    dest->hp -= val;
}
void magic(Ch* src, Ch* dest, int val) {
    int damage = (dest->hp * 4) / 10; // 3割ダメージ
    printf("%s の火炎魔法！ %s は %d のダメージ！\n", src->name, dest->name, damage);
    dest->hp -= damage;
}

今回は punch 関数と、magic 関数の２つをキャラクタが選択できる行動（関数）として定義しています。なお、punch は固定ダメージ、magic は指定した相手の HP を 4 割削るダメージです。

続いて、main 関数です。 18行目、19行目ではキャラクタの名前、体力、ターンごとの行動を定義しています。

funcp_action.c

int main() {
    Ch planc = { "ぷらんく", 17, punch };
    Ch firerat = { "炎のネズミ", 13, magic };

今回は main 関数の中で、キャラクタ「ぷらんく」は punch 関数を実行するように定義し、キャラクタ「炎のネズミ」は magic 関数を実行するように定義しました。

このようにキャラクタの行動する内容を事前に定義してしまえば、後は構造体の中の action メンバを呼び出せば最初に定義しておいた、それぞれの行動（関数）が実行される仕組みです。

今回のプログラムでは、「ぷらんく」か「炎のネズミ」のどちらかが、体力（hp）が 0 以下となったとき、for ループから抜けて勝負終了となります。

オブジェクト指向プログラミング今回のプログラムのように、ある特定のデータの集まりと、そのデータの振る舞いをまとめるようなプログラムは、「オブジェクト指向プログラミング」にある考え方の一つです。
キャラクタというデータがどんな風に行動をするか、というオブジェクトという単位で定義していくことで、非常にプログラムが設計しやすくなります。
オブジェクト指向プログラミングは非常に奥が深く、とても少しでは書き表せないため、今回は ”そういったプログラミングの考え方があるよ” というご紹介までに留めます。