[winAPI 03] Core class & Singleton

 

 

코어(Core)는 말그대로 중심이라는 의미로 주요한 기능을 제공하고 전반적인 프로그램 구조를 정의하며 싱글톤(singleton)은 클래스의 인스턴스가 단 하나만 생성되도록 보장하는 소프트웨어 패턴이다. 우리가 프로그램을 만들 때 코어 클래스의 객체가 중심이 될 것이기에 이 객체는 여러 개일 수가 없어 싱글톤 패턴으로 구현하고자 한다.

 

 

- Core class ( 동적할당 Heap 영역 사용 )

// Core.h
class Core {
private:  
	static Core* pInst;  
	
	Core();
	~Core();

public:
	static Core* Instance()   
	{
		if (pInst == nullptr) {
			return new Core; 
		}
		return pInst; 
	}

	static void Release()
	{
		if (pInst != nullptr) {
			delete pInst;
			pInst = nullptr;
		}
	}

};


// Core.cpp
#include "Core.h"

Core* Core::pInst = nullptr; 


// main.cpp - wWinMain
 Core* pCore = Core::Instance();

 

 

 

우선 객체의 생성을 하나로 제한하려면 어떻게 해야 하는가?

→ 생성자와 소멸자는 private으로 선언해주면 된다. 오로직 멤버 함수로만 만들고 지우고 생성될 수 있게 한다.

 

 

어디서든 쉽게 접근하려면?

→  자기 자신의 포인터를 반환하는 함수로 만들면 된다. 다만, 생성자와 소멸자가 private으로 선언될 경우 외부에서 객체를 만들 수 없게 된다(프라이빗이라 생성자로 접근이 불가능함). 객체가 없는데 멤버 함수와 멤버 변수에 접근이 가능한가? 

→  No. 누가 함수를 호출했는지 알 수 없어(this가 없음) 접근이 불가능하다.

→  멤버 없이 호출하려면 static(정적)으로 선언할 필요가 있다

→  정적 멤버 함수는 내부 정적 멤버로만 접근할 수 있다.

 

 

정적(static) 변수 선언에 대하여

 1. 함수 안에 선언 →  data 영역 (함수가 종료되더라도 할당된 공간에 남아있음 -> 해당 함수에서만 접근 가능) 
 2. 파일 안에 선언 → data영역, 파일 안에서만 접근이 가능
 3. 클래스 안에 선언 → data영역 / 클래스의 사이즈(크기)와는 상관 없게 , 클래스 내부에서만 접근 가능

  →  어디서든 만들더라도 데이터 영역에 있는 것

 *  정적멤버는 무조건 클래스 외부에서 초기화 해줘야함 → 안하면 링크 오류

 

 

Core 클래스의 멤버 함수로 두 가지를 만들자

 

1. 인스턴스를 얻는 함수 ( static Core* Instance() )

 자기 자신의 포인터형을 반환하는 Instance함수를 만든다

 → 최초 호출되는 경우 (pInst가 nullptr인 경우) : 동적으로 Core 객체 하나를 만들어 그 주소를 반환한다.

 → 2번 이상 호출인 경우 아무 것도 하지 않는다.

 

 

2. 해제하는 함수 ( static void Release() )

 동적으로 사용한 객체는 해제가 필요하다. pInst가 nullptr이 아니라면(객체가 있다면) 메모리를 해제하고 그 공간은 nullptr로 바꾼다. 

 

 

pInst는 Core.cpp에서 무조건 초기화한다.

 

 

 

 

- Core class ( Data영역 사용 )

class Core {
private:
	Core();                
	~Core();

public:
	static Core* Instance() {
		static Core core;
		return &core;
	}
};

 

 

간단하다. Core의 주소를 얻어서 접근하면 되는데 해제 할 필요가 없고 간단하다는 장점이 있지만, 단점으로는 프로그램 중간에 지울 수 없다는 사실이다. 보통 Manager에서 쓰이며 굳이 지울 필요 없을 때 많이 사용된다.

 

 

자주 사용하는 것들은 매크로로 정해두면 좋다우선 그 전에 미리 만들고 다시 살펴볼 경우가 없는 것들을 모아 pch.h로 만들고, 미리 컴파일 된 헤더로 만들어 놓자.미리 컴파일 된 헤더는 모든 cpp파일에 존재해야 하며 이를 사용하면 컴파일 속도를 올릴 수 있다.

 

// pch.h

#pragma once
#include <windows.h>

#include "define.h"

 

 

* 프로젝트의 속성 → C/C++ → 미리 컴파일된 헤더 → 맨 위의 설정 만들기 + 두 번째 헤더 파일 이름 설정

 

 

 

define.h 내부에 Core 클래스의 instance부분을 매크로로 지정한다.

 

#include "pch.h"

# define SINGLE(type) public:\
		static Core* Instance()\
		{\
		static Core mgr;\
		return &mgr;\
		}

 

 

여기서 백슬래쉬(\)는 매크로 내에서 한 줄 띄우는 것을 의미한다. public도 잊지말자.모든 cpp 파일 내에 pch.h를 추가했다면,위의 Core 클래스 파일에 아래와 같이 쓸 수 있다.

 

#pragma once
class Core {
	SINGLE(Core);
private:
	Core();                
	~Core();

public:
};

 

 

 

 

- Core class를 이용해서 해상도 설정과 사각형 그리기

 

본격적으로 Core class를 이용해 만들어보자.

 

 

// Core.class

class Core {
	SINGLE(Core);
private:
	HWND    handle;         
	POINT   ptResolution; 
	HDC     hDC;          

	Core();                
	~Core();

public:
	int Init(HWND _hWnd, POINT _ptResolution);
	void Progress();
};

 

 

 

Core 클래스 내부에 창 핸들을 받을 변수(handle)와, 해상도를 받을 변수(ptResolution)을 만든다, hDC는 그리기 위한 변수로 조금 이따가 밑에서 설명하겠다.

 

이 변수들은 모두 private으로 이 값들을 가지고 설정하기 위한 함수들은 public으로 설정한다.

 

 

#include "pch.h"
#include "Core.h"

Core::Core()
	:handle(0)
	, ptResolution{}
	, hDC(0)
{

}

Core::~Core()
{
	ReleaseDC(handle, hDC);
}

int Core::Init(HWND _handle, POINT _ptResolution)
{  
	handle = _handle;
	ptResolution = _ptResolution;

	RECT rt = {0, 0 , ptResolution.x, ptResolution.y };  
	AdjustWindowRect(&rt, WS_OVERLAPPEDWINDOW, true);
	SetWindowPos(handle, nullptr, 100, 100, rt.right - rt.left, rt.bottom - rt.top, 0);

	return S_OK;
}

void Core::Progress()
{

}

 

 

 

Core.cpp을 살펴보겠다. 우선 생성자에선 각 변수에 대한 초기화를, 소멸자에선 추후에 쓸 hDC를 해제하는 부분을 써준다.

 

Init()함수는 class 객체가 시작할 때 초기화해야 하는 부분을 넣은 함수다. 핸들 값(_handle)과 설정할 해상도 값(_ptResolution)을 매개변수로 받는다.

각 매개변수 값을 멤버 변수 handle와 ptResolution에 넣는다.

 

AdjustWindowRect() 함수는 윈도우가 실제로 그릴 수 있는 영역을 계산하는데, 메뉴바나 윈도우 창 주변으로 생겨있는 테두리 영역(8pixel 정도)를 제외한 영역을 의미한다. 각 매개변수의 의미는 다음과 같다.

IpRect : 윈도우의 크기와 위치를 지정하는 RECT 구조체에 대한 포인터
dwStyle : 윈도우의 스타일 (모양과 동작 - 테두리, 제목 표시줄, 크기 조정이 가능한지 등)
bMenu : 메뉴바

 

 

 

현재 RECT 구조체를 이용해서 윈도우 크기를 조정하며 SetWindowPos() 함수를 사용해 윈도우의 위치와 크기를 설정한다.

rt-right - rt.left 와 rt.bottom - rt.top은 각각 윈도우의 너비와 높이를 의미한다. 

hWnd: 윈도우 핸들
hWndInsertAfter: 새로운 Z 순서를 설정
X: 윈도우의 x 좌표
Y: 윈도우의 y 좌표
cx: 윈도우의 너비
cy: 윈도우의 높이
uFlags: 윈도우 위치와 크기를 설정하는 데 사용되는 플래그

 

 

 

다음은 main을 수정해 반영해주어야 한다.

 

int APIENTRY wWinMain(_In_ HINSTANCE hInstance,
                     _In_opt_ HINSTANCE hPrevInstance,
                     _In_ LPWSTR    lpCmdLine,
                     _In_ int       nCmdShow)
{
    UNREFERENCED_PARAMETER(hPrevInstance);
    UNREFERENCED_PARAMETER(lpCmdLine);


    LoadStringW(hInstance, IDS_APP_TITLE, szTitle, MAX_LOADSTRING);
    LoadStringW(hInstance, IDC_WINDOWSPROJECT, szWindowClass, MAX_LOADSTRING);
   
    MyRegisterClass(hInstance);


    if (!InitInstance (hInstance, nCmdShow))
    {
        return FALSE;
    }

    if (FAILED(Core::Instance()->Init(hWnd, POINT{ 1280, 768 }))) { 
        MessageBox(nullptr, L"Core 객체 초기화 실패", L"ERROR", MB_OK);   
        return FALSE;
    }

    HACCEL hAccelTable = LoadAccelerators(hInstance, MAKEINTRESOURCE(IDC_WINDOWSPROJECT));

    MSG msg;

    while (true){
        if (PeekMessage(&msg, nullptr, 0, 0, PM_REMOVE)) {
            if (WM_QUIT == msg.message)
                break;

            if (!TranslateAccelerator(msg.hwnd, hAccelTable, &msg)) {
                TranslateMessage(&msg);
                DispatchMessage(&msg);
            }
        }
        else{
            Core::Instance()->Progress();
        }
    }

    return (int) msg.wParam;
}

 

 

 

앞서 다루었듯이 Core 객체는 Instance()를 이용해 생성해서 접근해야 한다.

이를 이용해 초기화 작업을 실행하자.

현재 우리가 다루고 있던 창의 handle 값과 1280, 768을 해상도 값으로 전달하겠다.

 

만약 이 작업을 실패하면 FALED 값이 true가 되어 메세지 박스를 생성하고 종료하도록 하자.

 

실패 시 나오는 메세지 박스

 

 

 

 

이제 사각형을 그려보자.

이제는 Core class 내부의 Progress() 함수 내부에 계속 실행되는 부분을 여기에 코딩할 것이다.

그리기 작업 또한 여기서 진행할 수 있는데 메세지에서 처리했던 것과 똑같이 DC가 필요하다. 따라서 클래스 내부에 HDC 멤버 변수를 하나 만들어 준 것.

 

이를 이용해서 클래스 내부 함수에서 어떻게 그릴 것인가? 

Object 클래스를 하나 만들겠다

 

// Object.h
#pragma once

class Object {
public:
	POINT	ptPos;
	POINT	ptScale;

public:
	Object();
	~Object();
};


// Object.cpp
#include "pch.h"
#include "Object.h"

Object::Object()
	: ptPos{}
	, ptScale{}
{
}

Object::~Object()
{
}

 

 

 

앞으로 이 Object class를 이용해 게임에 존재하는 물체를 만들 것이다. 보통 현재 멤버 변수들은 private을 이용해 만드는 것이 옳지만, public으로 일단 설정하겠다.

 

 

// Core.cpp
#include "Object.h"

Object obj;

//  ...

int Core::Init(HWND _handle, POINT _ptResolution)
{
	// ...
	hDC = GetDC(handle);

	obj.ptPos = POINT{ ptResolution.x, ptResolution.y };
	obj.ptScale = POINT{ 100,100 };
    
	return S_OK;
}

void Core::Progress()
{
	Rectangle(hDC, 10, 10, 110, 110);
}

 

 

 

hDC 변수에 handle 값을 이용해 DC를 가져오고, 사각형을 그릴 때 필요한 값들을 구조체에 전달해주도록 한다.

이후 Progress() 함수 내에서 사각형을 그려주면 된다. 

 

 

 

 

메세지 방식이 아니라 계속해서 갱신하는 방법으로 사각형을 그린 것이다.

(실제 게임은 각 장면을 다시 그린다. 이를 렌더링이라 하고 1초 60번 해야 자연스럽게 보임 )

 

다음은 키 입력을 받아서 사각형을 이동시켜보자

 

 

 

- 키 입력해서 사각형 이동하기 (Update합수와 Render함수)

 

// Core.h
class Core {
	SINGLE(Core);
private:
	HWND    handle;       
	POINT   ptResolution; 
	HDC		hDC;         

	Core();
	~Core();

private:
	void Update();  // 추가
	void Render();  // 추가

public:
	int Init(HWND _hWnd, POINT _ptResolution);
	void Progress();
};


// Core.cpp

// Init 함수 
	obj.ptPos = POINT{ ptResolution.x / 2, ptResolution.y / 2 };  // 수정
    
oid Core::Progress()
{
	Update();
	Render();
}


void Core::Update()   
{
	// 키입력..
	if (GetAsyncKeyState(VK_LEFT) & 0x8000) {  

		obj.ptPos.x -= 1;
	}
	if (GetAsyncKeyState(VK_RIGHT) & 0x8000) { 

		obj.ptPos.x += 1;
	}
}

void Core::Render() 
{
	Rectangle(hDC,
		obj.ptPos.x - obj.ptScale.x / 2,
		obj.ptPos.y - obj.ptScale.y / 2, 
		obj.ptPos.x + obj.ptScale.x / 2,
		obj.ptPos.y + obj.ptScale.y / 2);
}

 

 

Update() 함수는 물체의 변경된 좌표를 추적하고 업데이트하는 함수며, Render()은 이 정보를 토대로 그리는 기능을 수행하는 함수다.

 

GetAsyncKeyState() 함수를 이용하면 비트를 통해 여러 정보를 가져올 수 있는데 0x8000과 비트연산 해주면 키가 눌렸는지를 확인할 수 있다. 키가 눌렸을 때 해당 좌표를 늘리고 줄이는 코드다.

 

결과를 봐보자

 

 

 

키보드 오른쪽 방향키를 누르면 이렇게 된다

잘못된게 아니라 현재 코드에서 Progress()함수가 1초에 4만번 정도가 돌아가서(너무 빨라서) 생기는 문제다

이를 해결하기 위한 방안은 다음 시간에..