コード生成におけるハンドルオブジェクトの制限事項

コードジェネレーターはハンドルオブジェクトの存続期間を静的に判別します。ハンドルオブジェクトを使用する場合、この静的解析に特定の制約があります。

静的解析を利用すると、生成されたコードは参照カウントやガベージコレクションなどの動的メモリ管理スキームに依存するのではなく、メモリを再利用できます。コードジェネレーターは、動的メモリ割り当てと実行時の自動メモリ管理を回避できます。これらの生成されたコードの特性は、セーフティクリティカルなリアルタイムアプリケーションで重要です。

制限事項については、以下を参照してください。

コードジェネレーターは、すべての変数が使用前に定義されているか解析します。未定義の変数またはデータ型があると、コード生成中にエラーが発生します。状況によっては、コードジェネレーターは、ハンドルオブジェクトへの参照が定義されているかどうか判別できないことがあります。ハンドルオブジェクトへの参照が未定義で表示されるを参照してください。

ループ外の変数はループ内に割り当てられたハンドルオブジェクトを参照できない

ハンドルクラス mycls と関数 usehandle1 について考えます。

classdef mycls < handle
   properties
       prop
   end
   
   methods
       function obj = mycls(x)
       obj.prop = x;
       end
   end
end

function y = usehandle1(n)
    c = cell(1,n);
    for i = 1:n
        c{i} = mycls(i); % Handle object allocated inside loop
    end    
    y = c{n}.prop; % Handle object referenced outside loop
end

関数 usehandle1 のコードを生成しようとすると、コードジェネレーターはエラーを生成します。エラーが発生する原因は次のとおりです。

ハンドルオブジェクトが for ループ内に割り当てられている
これらのハンドルオブジェクトのいずれかが for ループの外部で使用されている

永続変数が参照するハンドルオブジェクトはシングルトンオブジェクトでなければならない

永続変数がハンドルオブジェクトを参照する場合、コードジェネレーターはプログラムの存続期間中にオブジェクトの 1 つのインスタンスしか許可しません。オブジェクトは "シングルトン" オブジェクトでなければなりません。シングルトンハンドルオブジェクトを作成するには、永続変数の if isempty() ガードにオブジェクトを作成するステートメントを囲みます。

たとえば、クラス mycls と関数 usehandle2 について考えます。ステートメント inner = mycls で作成される mycls オブジェクトを p.prop が参照するため、コードジェネレーターは usehandle2 のエラーを報告します。このステートメントは usehandle2 を呼び出すたびに mycls オブジェクトを作成します。

classdef mycls < handle
   properties
       prop
   end
end

function usehandle2(x)
assert(isa(x, 'double'));
persistent p;
inner = mycls;
inner.prop = x;
if isempty(p)
    p = mycls;
    p.prop = inner;
end

ステートメント inner = mycls および inner.prop = x を if isempty() ガード内に移動すると、コード生成は正常に実行されます。ステートメント inner = mycls はプログラムの存続期間中に 1 回のみ実行されます。

function usehandle2(x)
assert(isa(x, 'double'));
persistent p;
if isempty(p)
    inner = mycls;
    inner.prop = x;
    p = mycls;
    p.prop = inner;
end

関数 usehandle3 について考えます。ステートメント myobj = mycls で作成される mycls オブジェクトを永続変数 p が参照するため、コードジェネレーターは usehandle3 のエラーを報告します。このステートメントは usehandle3 を呼び出すたびに mycls オブジェクトを作成します。

function usehandle3(x)
assert(isa(x, 'double'));
myobj = mycls;
myobj.prop = x;
doinit(myobj);
disp(myobj.prop);
function doinit(obj)
persistent p;
if isempty(p)
    p = obj;
end

myobj を永続化し、ステートメント myobj = mycls を if isempty() ガード内に移動すると、コード生成は正常に実行されます。ステートメント myobj = mycls はプログラムの存続期間中に 1 回のみ実行されます。

function usehandle3(x)
assert(isa(x, 'double'));
persistent myobj;
if isempty(myobj) 
  myobj = mycls;
end

doinit(myobj);

function doinit(obj)
persistent p;
if isempty(p)
    p = obj;
end

ハンドルオブジェクトへの参照が未定義で表示される

ハンドルオブジェクトのプロパティを別のオブジェクトにコピーする関数 refHandle について考えます。この関数はシンプルなハンドルクラスと値クラスを使用します。MATLAB^® では、関数はエラーなしで実行されます。

function [out1, out2, out3] = refHandle()
  x = myHandleClass;
  y = x;
  v = myValueClass(); 
  v.prop = x;
  x.prop = 42;
  out1 = x.prop;
  out2 = y.prop;
  out3 = v.prop.prop;
end

classdef myHandleClass < handle
    properties
        prop
    end
end

classdef myValueClass
    properties
        prop
    end
end

コード生成中に次のエラーが発生します。

'v.prop.prop' プロパティは、いくつかの実行パス上で定義されていません。

3 つの変数がメモリ内の同じ場所を参照しています (x、y および v.prop)。コードジェネレーターは、x.prop と y.prop が同じ値を共有していると判別します。コードジェネレーターは、ハンドルオブジェクトのプロパティ v.prop.prop がその定義を x.prop および y.prop と共有していることを判別できません。このエラーを回避するには、v.prop.prop を直接定義します。