コードリファクタリングファイル分割編

2025年3月16日

モジュール化とファイル分割

前回までのコードはこちら。

前回のコード

#include <stdio.h>

const int SMALL_A = 97;
const int SMALL_Z = 122;
const int LARGE_A = 65;
const int LARGE_Z = 90;
const int ENCRYPT_NUMBER = 13;
const int ALPHABET_COUNT = 26;

enum ModeFlag {
    ENCRYPT = 0,
    DECRYPT = 1,
    EXIT = 2
};

char encryptCore(char input, int baseCharactor){
    return (input - baseCharactor + ENCRYPT_NUMBER) % ALPHABET_COUNT + baseCharactor;
}

char encrypt(char input) {
    if ((input >= LARGE_A && input <= LARGE_Z)) {
        return encryptCore(input, LARGE_A);
    } else if ((input >= SMALL_A && input <= SMALL_Z)) {
        return encryptCore(input, SMALL_A);
    }
    return input;
}

int main(void) {
    char inputCharactors[1000];
    char outputCharactor;
    int i = 0;
    int modeFlag;
    
        printf("暗号作成の時は0を\n暗号解読のときは1を\n終了するときは2を入力してください:");
        scanf("%d",&modeFlag);
    
        if (modeFlag == ENCRYPT || modeFlag == DECRYPT) {
            if (modeFlag == ENCRYPT)
                printf("暗号化させたい文を入力してください\n");
            else
                printf("解読させたい文を入力してください\n");

            scanf("%s",inputCharactors);
        
            while (inputCharactors[i] != '\0') {
                outputCharactor = encrypt(inputCharactors[i]);
                printf("%c", outputCharactor);
                i++;
            }
            i = 0;
        }
        else if (modeFlag == EXIT)
            return 0;
        else
            printf("正しい数字を入力してください(怒)");

        printf("\n");
}

前回は「処理の共通化」について解説し、暗号化処理を関数として切り出すことでコードの可読性と保守性を向上させた。
今回は、さらに一歩進んで「モジュール化とファイル分割」について考えていく。

モジュール化とファイル分割のメリット

現在のプログラムは、全ての処理が1つのファイルにまとめられている。
これは小規模なプログラムでは問題ないが、プログラムが大きくなるにつれて以下の問題が発生する。

可読性の低下: 1つのファイルが長くなると、どこに何が書かれているのか分かりにくくなる。
保守性の低下: 特定の機能を修正する際に、関連するコードを探すのが大変になる。
再利用性の欠如: 他のプロジェクトで同じ機能を使いたい場合、コードをコピーする必要があり、非効率的。

これらの問題を解決するために、プログラムを複数のファイルに分割し、モジュール化する。

ファイル分割の手順

今回は、以下のようにファイルを分割する。

main.c: プログラムのエントリーポイント。ユーザーとのやり取りを行う。
encrypt.h: 暗号化処理に関する関数の宣言を記載する。
encrypt.c: 暗号化処理の実装を記載する。

1. encrypt.h

#ifndef ENCRYPT_H
#define ENCRYPT_H

char encrypt(char input);

#endif

2. encrypt.c

#include "encrypt.h"

const int SMALL_A = 97;
const int SMALL_Z = 122;
const int LARGE_A = 65;
const int LARGE_Z = 90;
const int ENCRYPT_NUMBER = 13;
const int ALPHABET_COUNT = 26;

static char encryptCore(char input, int baseCharactor) {
    return (input - baseCharactor + ENCRYPT_NUMBER) % ALPHABET_COUNT + baseCharactor;
}

char encrypt(char input) {
    if ((input >= LARGE_A && input <= LARGE_Z)) {
        return encryptCore(input, LARGE_A);
    } else if ((input >= SMALL_A && input <= SMALL_Z)) {
        return encryptCore(input, SMALL_A);
    }
    return input;
}

3. main.c

#include <stdio.h>
#include "encrypt.h"

enum ModeFlag {
    ENCRYPT = 0,
    DECRYPT = 1,
    EXIT = 2
};

int main(void) {
    char inputCharactors[1000];
    char outputCharactor;
    int i = 0;
    int modeFlag;

    printf("暗号作成の時は0を\n暗号解読のときは1を\n終了するときは2を入力してください:");
    scanf("%d",&modeFlag);

    if (modeFlag == ENCRYPT || modeFlag == DECRYPT) {
        if (modeFlag == ENCRYPT)
            printf("暗号化させたい文を入力してください\n");
        else
            printf("解読させたい文を入力してください\n");

        scanf("%s",inputCharactors);

        while (inputCharactors[i] != '\0') {
            outputCharactor = encrypt(inputCharactors[i]);
            printf("%c", outputCharactor);
            i++;
        }
        i = 0;
    }
    else if (modeFlag == EXIT)
        return 0;
    else
        printf("正しい数字を入力してください(怒)");

    printf("\n");
}

まとめ

ファイル分割とモジュール化を行うことで、以下のメリットが得られる。

可読性の向上: 関連する処理が1つのファイルにまとまるため、コードの見通しが良くなる。
保守性の向上: 特定の機能を修正する際に、関連するファイルを探すだけで済む。
再利用性の向上: 他のプロジェクトで同じ機能を使いたい場合、ファイルごとコピーするだけで良い。

C言語以外への展開

Pythonでは、モジュール化を実現するために「モジュール」と「パッケージ」という概念があり、C#では、名前空間（namespace）とクラスという概念があるように、多くの言語でこの考え方が利用されている。

これらの原則を守ることで、どの言語でも可読性が高く、保守しやすいコードを書けるようにしたい。

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