C++ Espresso 제7장 클래스의 활용

객체와 클래스의 활용에 필요한 사항들을 살펴봅니다. 이번 장에서 학습할 내용 객체와 클래스의 활용에 필요한 사항들을 살펴봅니다. 객체의 동적 생성 this const 객체와 연산자 객체와 함수 정적 멤버 객체의 배열

객체의 동적 생성 객체도 동적으로 생성할 수 있다. Car myCar; // 정적 메모리 할당으로 객체 생성 Car *pCar = new Car(); // 동적 메모리 할당으로 객체 생성

객체 포인터를 통한 멤버 접근 pCar->speed = 100; pCar->speedUp();

예제 #include <iostream> #include <string> using namespace std; class Car { int speed; int gear; string color; public: Car(int s=0, int g=1, string c="white") : speed(s), gear(g), color(c) { } void print() { cout << "속도: " << speed << " 기어: " << gear << " 색상: " << color << endl; } };

예제 객체 동적 생성 int main() { Car myCar; myCar.print(); Car* pCar = new Car(0, 1, "blue"); pCar->print(); return 0; } 객체 동적 생성 속도: 0 기어: 1 색상: white 속도: 0 기어: 1 색상: blue

중간 점검 문제 1. 클래스로부터 객체를 생성할 수 있는 방법을 열거하여 보라. 2. 객체 포인터로는 반드시 동적 생성된 객체만을 가리켜야 하는가?

this 포인터 this는 현재 코드를 실행하는 객체 자신을 가리키는 포인터

this를 사용하는 예 void Car::setSpeed(int speed) { if( speed > 0 ) this->speed = speed; // speed는 매개 변수, this->speed는 멤버 변수 else this->speed = 0; } // 생성자 Car::Car(int s) { this->setSpeed(s); // this는 없어도 된다. 멤버 함수임을 강조 this->gear = 1; this->color = "white"; }

예제 #include <iostream> #include <string> using namespace std; class Car { int speed; // 속도 int gear; // 기어 string color; // 색상 public: Car(int s=0, int g=1, string c="white") : speed(s), gear(g), color(c) { } int getSpeed() return speed;

예제 void setSpeed(int speed) { if( speed > 0 ) this->speed = speed; else this->speed = 0; } void print() cout << "속도: " << speed << " 기어: " << gear << " 색상: " << color; void isFaster(Car *p) if( this->getSpeed() > p->getSpeed() ) this->print(); p->print(); cout << "의 자동차가 더 빠름" << endl; };

예제 int main() { Car c1(0, 1, "blue"); Car c2(100, 3, "red"); c1.isFaster(&c2); return 0; } 속도: 100 기어: 3 색상: red의 자동차가 더 빠름

중간 점검 문제 1. this 포인터는 무엇을 가리키는가? 2. this 포인터가 꼭 필요한 경우는?

const 수식어 멤버 변수에 const를 붙이는 경우 이 멤버 변수의 값을 변경할 수 없다. class Car { const int serial; string color; ... public: Car(int s, string c) : serial(s) color = c; }

이 함수 안에서는 멤버 변수의 값을 변경할 수 없다. const 수식어 이 함수 안에서는 멤버 변수의 값을 변경할 수 없다. 멤버 함수에 const를 붙이는 경우 void displayInfo() const { cout << "속도: " << speed << endl; cout << "기어: " << gear << endl; cout << "색상: " << color << endl; }

이 객체를 통해서는 멤버 변수의 값을 변경할 수 없다. const 수식어 이 객체를 통해서는 멤버 변수의 값을 변경할 수 없다. 객체에 const를 붙이는 경우 int main() { const Car c1(0, 1, "yellow"); c1.setSpeed(); // 오류! return 0; }

const 수식어 함수에 const가 붙어 있으면 중복이 가능 // 상수객체에서만 호출이 된다. class Car { ... void printInfo() const cout << "속도: " << speed << endl; cout << "기어: " << gear << endl; cout << "색상: " << color << endl; } void printInfo() cout << "-------------------------------------" << endl; // 상수객체에서만 호출이 된다. // 상수객체는 상수 멤버함수만 호출 가능하다.

중간 점검 문제 1. 객체 선언시에 const가 붙으면 어떤 의미인가? 2. 멤버 변수 getSpeed()에 const를 붙여보라. 어떤 의미인가?

c2 객체가 가지고 있는 변수의 값이 c1으로 복사된다.. 객체와 연산자 객체에 할당 연산자(=)를 사용할 수 있는가? class Car { ... //생략 }; int main() Car c1(0, 1, "white"); Car c2(0, 1, "red"); c1 = c2; // 어떻게되는가? return 0; } c2 객체가 가지고 있는 변수의 값이 c1으로 복사된다..

객체와 연산자 객체에 동등 연산자(==)를 사용할 수 있는가? 연산자 중복이 되어 있지 않으면 오류! int main() { Car c1(0, 1, "white"); Car c2(0, 1, "red"); if( c1 == c2 ){ cout << "같습니다" << endl; } else { cout << "같지않습니다" << endl; return 0; 10장 연산자 overloading(중복)

중간 점검 문제 1. = 연산자를 이용하여서 하나의 객체를 다른 객체에 할당할 수 있는가? 2. == 연산자를 이용하여서 하나의 객체와 다른 객체를 비교할 수 있는가?

객체와 함수 사이의 관계 ① 객체가 함수의 매개 변수로 전달되는 경우 ② 함수가 객체를 반환하는 경우 ③ 객체의 포인터가 함수의 매개 변수로 전달되는 경우 ④ 객체의 레퍼런스가 함수의 매개 변수로 전달되는 경우

객체가 함수의 매개 변수로 전달 ① tmp

객체가 함수의 매개 변수로 전달 #include <string> using namespace std; class Car { int speed; int gear; string color; public: Car(int s=0, int g=1, string c="white") : speed(s), gear(g), color(c) { } void print() { cout << "속도: " << speed << " 기어: " << gear << " 색상: " << color << endl; } };

객체가 함수의 매개 변수로 전달 값에 의한 전달 : 복사된 내용을 swap 하여도 원본은 바뀌지 않는다. void swapObjects(Car c1, Car c2) { Car tmp; tmp = c1; c1 = c2; c2 = tmp; } int main() Car red(0, 1, "red"); Car blue(30, 2, "blue"); swapObjects(red, blue); red.print(); blue.print(); return 0; 속도: 0 기어: 1 색상: red 속도: 30 기어: 2 색상: blue 값에 의한 전달 : 복사된 내용을 swap 하여도 원본은 바뀌지 않는다.

함수가 객체를 반환 ② ...// 전과동일 Car createCar() { Car tmp(0, 1, "metal"); return tmp; } int main() Car c; // 디폴트 생성자 c.print(); c = createCar(); return 0; 속도: 0 기어: 1 색상: white 속도: 0 기어: 1 색상: metal

객체의 포인터가 함수에 전달 ③

객체의 포인터가 함수에 전달 ...// 전과동일 void swapObjects(Car *p1, Car *p2) { Car tmp; tmp = *p1; *p1 = *p2; *p2 = tmp; } int main() Car red(0, 1, "red"); Car blue(0, 1, "blue"); swapObjects(&red, &blue); red.print(); blue.print(); return 0; 속도: 0 기어: 1 색상: blue 속도: 0 기어: 1 색상: red

객체의 참조자가 함수에 전달 ④

객체의 참조자가 함수에 전달 ...// 전과동일 void swapObjects(Car &r1, Car &r2) { Car tmp; tmp = r1; r1 = r2; r2 = tmp; } int main() Car red(0, 1, "red"); Car blue(30, 2, "blue"); swapObjects(red, blue); red.print(); blue.print(); return 0; 속도: 0 기어: 1 색상: blue 속도: 0 기어: 1 색상: red 계속하려면 아무 키나 누르십시오 . . .

중간 점검 문제 1. 함수 안에서 매개 변수로 전달받은 객체의 내용을 수정하려면 매개 변수를 어떤 타입으로 선언하여야 하는가? 2. 매개 변수로 포인터와 레퍼런스를 사용하는 경우를 비교하여 보자.

임시 객체 수식의 계산 도중에 중간 결과를 저장하기 위하여 임시적으로 만들어지는 객체 출력없음 임시 객체는 이 문장의 실행이 끝나면 자동 소멸된다.  해결방법 : string s3 = s1 + s2; … p = s3.c_str(); …

임시 객체 함수가 객체를 반환하는 경우에도 생성

정적 멤버 인스턴스 변수(instance variable): 객체마다 하나씩 있는 변수 정적 변수(static variable): 모든 객체를 통틀어서 하나만 있는 변수

정적 멤버 변수 정적 변수의 선언 #include <iostream> #include <string> using namespace std; class Car { int speed; int gear; string color; public: static int count; Car(int s=0, int g=1, string c="white"): speed(s), gear(g), color(c) { count++; } ~Car() { count--; }; 정적 변수의 선언

정적 멤버 변수 정적 변수의 초기화 int Car::count = 0; //① int main() { cout <<"지금까지 생성된 자동차수= " << Car::count << endl; //② Car c1(100, 0, "blue"); Car c2(0, 0, "white"); cout <<"지금까지 생성된 자동차수= " << Car::count << endl; // Car c3(0, 0, "red"); cout <<"지금까지 생성된 자동차수= " << c1.count << endl; // cout <<"지금까지 생성된 자동차수= " << c2.count << endl; // return 0; } 정적 변수의 초기화 지금까지 생성된 자동차 수 = 0 지금까지 생성된 자동차 수 = 2 지금까지 생성된 자동차 수 = 3

정적 멤버 함수 정적 멤버 함수는 static 수식자를 멤버 함수 선언에 붙인다. 클래스 이름을 통하여 호출 정적 멤버 함수도 클래스의 모든 객체들이 공유

정적 멤버 함수 class Car { ... public: static int count; // 정적변수의 선언 // 정적 멤버 함수 static int getCount() { return count; } }; int Car::count=0; // 정적 변수의 정의 int main() { Car c1(100, 0, "blue"); Car c2(0, 0, "white"); int n = Car::getCount(); cout <<"지금까지 생성된 자동차수= " << n << endl; return 0; 지금까지 생성된 자동차 수 = 2 계속하려면 아무 키나 누르십시오 . . .

주의할 점 정적 멤버 함수에서 멤버 변수들은 사용할 수 없다. 정적 멤버 함수에서 일반 멤버 함수를 호출하면 역시 오류 this 를 사용할 수 없다

정적 상수 class Car { … const static int MAX_PASSENGER = 5; const static int MAX_SPEED = 300; } - 상수를 static 으로 선언하면 객체들이 공유하여 메모리 절약. - 선언과 동시에 초기화할 수 있다. (일반 상수 : 초기화 목록 사용)

중간 점검 문제 1. 정적 변수는 어떤 경우에 사용하면 좋은가? 2. 정적 변수나 정적 멤버 함수를 사용할 때, 클래스 이름을 통하여 접근하는 이유는 무엇인가? 3. 정적 멤버 함수 안에서 일반 멤버 함수를 호출할 수 없는 이유는 무엇인가?

객체들의 배열 객체 들의 배열 예: Car objArray[3]; objArray[0].speed = 0;// 멤버 변수 접근 objArray[1].speedUp();// 멤버 함수 호출

객체 배열의 초기화 객체 별로 생성자를 호출할 수 있다. Car objArray[3] = { Car(0, 1, "white"), Car(0, 1, "red"), Car(0, 1, "blue"), }; 객체 별로 생성자를 호출할 수 있다.

예제 #include <iostream> #include <string> using namespace std; class Car { int speed; int gear; string color; public: Car(int s=0, int g=1, string c="white"): speed(s), gear(g), color(c) { } void print() { cout << "속도: " << speed << " 기어: " << gear << " 색상: " << color << endl; };

예제 int main() { Car objArray[3] = { Car(0, 1, "white"), Car(0, 1, "red"), Car(0, 1, "blue"), }; for(int i=0; i< 3; i++) objArray[i].print(); return 0; } 속도: 0 기어: 1 색상: white 속도: 0 기어: 1 색상: red 속도: 0 기어: 1 색상: blue 계속하려면 아무 키나 누르십시오 . . .

객체 배열과 포인터 객체 배열의 이름은 포인터처럼 사용될 수 있다. objArray++ ?

예제 int main() { Car objArray[3] = { Car(0, 1, "white"), Car(0, 1, "red"), Car(0, 1, "blue"), }; for(int i=0; i< 3; i++) (objArray+i)->print(); Car *p = objArray; // &objArray[0] == objArray for(int i=0; i< 3; i++){ p->print(); p++; } return 0; 속도: 0 기어: 1 색상: white 속도: 0 기어: 1 색상: red 속도: 0 기어: 1 색상: blue

클래스와 클래스 간의 관계 사용(use): 하나의 클래스가 다른 클래스를 사용한다. 포함(has-a): 하나의 클래스가 다른 클래스를 포함한다. 상속(is-a): 하나의 클래스가 다른 클래스를 상속한다.

사용 관계(use) 클래스 A의 멤버 함수에서 클래스 B의 멤버 함수들을 호출 ClassA::func() { ClassB obj; // 사용 관계 obj.func(); ... }

포함 관계(has a) 하나의 객체 안에 다른 객체들이 포함

포함 관계 #include <iostream> #include <string> using namespace std; // 시각을나타내는클래스 class Time { private: int time; // 시간 int minute; // 분 int second; // 초 public: Time(); // 디폴트생성자 Time(int t, int m, int s); // 생성자 void print(); // 객체의정보출력 }; Time::Time() { // 디폴트생성자 time = 0; minute = 0; second = 0; }

포함 관계 Time::Time(int t, int m, int s) { // 생성자 time = t; minute = m; second = s; } void Time::print() // 객체의정보를출력 { cout << time << "시" << minute << "분" << second << "초\n"; // 알람시계를나타낸다. class AlarmClock { private: Time currentTime; // 현재시각 Time alarmTime; // 알람시각 public: AlarmClock(Time a, Time c); // 생성자 void print(); // 객체의정보출력 }; AlarmClock::AlarmClock(Time a, Time c) { // 생성자 alarmTime = a; // 객체가복사된다. currentTime = c; // 객체가복사된다.

예제 void AlarmClock::print() { cout << "현재시각: "; currentTime.print(); cout << "알람시각: "; alarmTime.print(); } int main() Time alarm(6, 0, 0); Time current(12, 56, 34); AlarmClock c(alarm, current); c.print(); return 0; 현재 시각: 12시 56분 34초 알람 시각: 6시 0분 0초

중간 점검 문제 1. 사용 관계와 포함 관계는 어떻게 다른가? 2. 사용 관계와 포함 관계의 예를 더 들어보자.

예제 #1 객체 포인터 만약 한 학생이 실험실의 실장과 총무를 겸하는 경우, 객체 포인터를 사용하여서 중복을 줄인다.

예제 lab.cpp #include <iostream> #include <string> using namespace std; // 학생을나타낸다. class Student { private: string name; string telephone; public: Student(const string n="", const string t=""); string getTelephone() const; void setTelephone(const string t); string getName() const; void setName(const string n); }; Student::Student(const string n, const string t) { name = n; telephone = t; } lab.cpp

객체 포인터 string Student::getTelephone() const { return telephone; } void Student::setTelephone(const string t) telephone = t; string Student::getName() const return name; void Student::setName(const string n) name = n;

객체 포인터 // 연구실을나타낸다. class Lab { string name; Student *chief; Student *manager; public: Lab(string n=""); void setChief(Student *p); void setManager(Student *p); void print() const; }; Lab::Lab(const string n) { name = n; chief = NULL; manager = NULL; } void Lab::setChief(Student *p) chief = p;

객체 포인터 void Lab::setManager(Student *p) { manager = p; } void Lab::print() const cout << name << "연구실" << endl; if( chief != NULL ) cout << "실장은" << chief->getName() << endl; else cout << "실장은현재없습니다\n"; if( manager != NULL ) cout << "총무는" << manager->getName() << endl; cout << "총무는현재없습니다\n";

객체 포인터 int main() { Lab lab("영상처리"); Student *p= new Student("김철수", "011-123-5678"); lab.setChief(p); lab.setManager(p); lab.print(); delete p; return 0; } 영상 처리연구실 실장은 김철수 총무는 김철수

예제#2 복소수

복소수 #include <iostream> using namespace std; class Complex { private: double real; // 실수부 double imag; // 허수부 public: Complex(); // 생성자 Complex(double a, double b); // 생성자 ~Complex(); // 소멸자 double getReal(); // 실수부를반환한다. double getImag(); //허수부를반환한다. Complex add(const Complex& c); // 복소수의덧셈연산을구현한다. void print(); // 복소수를출력한다. };

복소수 Complex::Complex() { real = 0; imag = 0; } Complex::Complex(double a, double b) real = a; imag = b; Complex::~Complex() double Complex::getReal() return(real);

복소수 double Complex::getImag() { return(imag); } // 복소수의덧셈연산구현 Complex Complex::add(const Complex& c) Complex temp; // 임시객체 temp.real = this->real + c.real; temp.imag = this->imag + c.imag; return(temp); // 객체를반환한다. void Complex::print() cout << real << " + " << imag << "i" << endl;

복소수 int main(void) { Complex x(2, 3), y(4, 6), z; cout << "첫번째 복소수 x: "; x.print(); cout << "두번째 복소수 y: "; y.print(); z = x.add(y); // z = x + y cout << " z = x + y = "; z.print(); return(0); } 첫번째 복소수 x: 2 + 3i 두번째 복소수 y: 4 + 6i z = x + y = 6 + 9i

Exercise 3. 다음과 같은 코드에서 각 const 키워드가 의미하는 것을 설명하라. const int SIZE = 100; //변수 선언 앞에 붙어서 상수를 만듬 class Test { public: int sub1() const; //이 함수를 통하여 멤버 변수를 변경할 수 없다는 의미 int sub2(const Test& y); // 이 객체를 통해서는 멤버 변수의 값을 변경할 수 없다. };

Exercise 4. 아래와 같은 클래스의 멤버 함수에 최대한 많이 const를 추가하여 보라. class Point{ int x; int y; public: int getX() const { return x; } int getY() const { return y; } void setX(const int x) { this->x = x;} void setY(const int y) { this->y = y;} };

Programming 5. 시간을 나타내는 Time 클래스를 작성하여 보자. 전용(private) 멤버로 정수형 hour, minute, second 를 가지며, 각 멤버 변수에 대하여 접근자와 설정자를 제공하라. 생성자와 소멸자도 적절하게 정의하라. print() 멤버 함수는 현재 시간을 콘솔에 출력하게 하라. 또한 다음과 같은 원형(prototype)을 가지는 전역 함수를 중복 정의하여 보라. bool isEqual(Time t1, Time t2) // 객체 복사본 전달 bool isEqual(Time& t1, Time& t2) // 참조 전달 bool isEqual(Time *pt1, Time *pt2) // 주소와 포인터 전달 몇 개의 Time 객체를 생성하고 위 isEqual() 함수를 검사하는 문장을 작성하여 보라. 시간, 분 ,초가 다 같으면 true 그렇지 않으면 false 반환

Programming class Time { private: int hour; int minute; int second; public: Time(int h = 0, int m = 0, int s = 0):hour(h), minute(m), second(s){ } ~Time(){ } void setHour(int h){ hour = h; } void setMinute(int m){ minute = m; } void setSecond(int s){ second = s; } int getHour() const { return hour; } int getMinute() const { return minute; } int getSecond() const { return second; } void print() const { cout<<"시간은"<<hour<<":"<<minute<<":"<<second<<endl;} };

Programming (has_a) 6. 날짜를 나타내는 Date 클래스를 작성하여 보자. 전용(private) 멤버로 정수형 year, month, day를 가지며, 각 멤버 변수에 대하여 접근자와 설정자를 제공하라. 직원을 나타내는 Employee 클래스를 정의하라. Employee 클래스는 직원의 이름과 생일, 입사일을 멤버 변수로 가진다. 이름은 string, 생일과 입사일은 Date 객체로 표현하라. Date 클래스와 Employee 클래스의 생성자와 소멸자도 적절하게 정의하라. Employee 클래스의 생성자는 이름, 생일, 입사일을 매개변수로 받아 멤버 변수를 초기화하게 하라. Employee(string name, Date& birthDate, Date& hireDate) Date 클래스의 print() 멤버 함수는 현재 날짜를 콘솔에 출력하게 하라. Employee 클래스의 print() 멤버 함수는 직원의 이름, 생일, 입사일을 출력하게 하라.

void main() { Date bir(1987,4,27); Date hir(2011,2,05); Employee emp("홍길동", bir, hir); emp.print(); } Date 클래스와 Employee 클래스를 정의하고 위 main 프로그램을 실행하라.

Lab. 1

Q & A