명품 C++ 6장 함수 중복과 static 멤버.

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1 명품 C++ 6장 함수 중복과 static 멤버

2 함수 중복 함수 중복 함수 중복 성공 조건 동일한 이름의 함수가 공존 function overloading
다형성 C 언어에서는 불가능 function overloading 함수 중복이 가능한 범위 보통 함수들 사이 클래스의 멤버 함수들 사이 상속 관계에 있는 기본 클래스와 파생 클래스의 멤버 함수들 사이 함수 중복 성공 조건 중복된 함수들의 이름 동일 중복된 함수들의 매개 변수 타입이 다르거나 개수가 달라야 함 리턴 타입은 함수 중복과 무관

3 함수 중복 성공 사례 int sum(int a, int b, int c) { return a + b + c; }
double sum(double a, double b) { return a + b; int sum(int a, int b) { int main(){ cout << sum(2, 5, 33); cout << sum(12.5, 33.6); cout << sum(2, 6); } 중복된 sum() 함수 호출. 컴파일러가 구분 성공적으로 중복된 sum() 함수들

4 컴파일러는 어떤 sum() 함수를 호출하는지 구분할 수 없음
함수 중복 실패 사례 리턴 타입이 다르다고 함수 중복이 성공하지 않는다. int sum(int a, int b) { return a + b; } double sum(int a, int b) { return (double)(a + b); ? int main() { cout << sum(2, 5); } 함수 중복 실패 컴파일러는 어떤 sum() 함수를 호출하는지 구분할 수 없음

5 함수 중복하면 함수 호출의 편리함.오류 가능성 줄임
함수 중복의 편리함 동일한 이름을 사용하면 함수 이름을 구분하여 기억할 필요 없고, 함수 호출을 잘못하는 실수를 줄일 수 있음 void msg1() { cout << "Hello"; } void msg2(string name) { cout << "Hello, " << name; void msg3(int id, string name) { cout << "Hello, " << id << " " << name; void msg() { cout << "Hello"; } void msg(string name) { cout << "Hello, " << name; void msg(int id, string name) { cout << "Hello, " << id << " " << name; (a) 함수 중복하지 않는 경우 (b) 함수 중복한 경우 함수 중복하면 함수 호출의 편리함.오류 가능성 줄임

6 예제 6-1 big() 함수 중복 연습 큰 수를 리턴하는 다음 두 개의 big 함수를 중복 구현하라.
int big(int a, int b); // a와 b 중 큰 수 리턴 int big(int a[], int size); // 배열 a[]에서 가장 큰 수 리턴 #include <iostream> using namespace std; int big(int a, int b) { // a와 b 중 큰 수 리턴 if(a>b) return a; else return b; } int big(int a[], int size) { // 배열 a[]에서 가장 큰 수 리턴 int res = a[0]; for(int i=1; i<size; i++) if(res < a[i]) res = a[i]; return res; int main() { int array[5] = {1, 9, -2, 8, 6}; cout << big(2,3) << endl; cout << big(array, 5) << endl; 3 9

7 예제 6-2(실습) sum() 함수 중복 연습 함수 sum()을 호출하는 경우가
매개 변수는 두 번째 매개 변수보다 작은 정수 값으로 호출된다고 가정한다. sum(3,5); // 3~5까지의 합을 구하여 리턴 sum(3); // 0~3까지의 합을 구하여 리턴 sum(100); // 0~100까지의 합을 구하여 리턴 #include <iostream> using namespace std; int sum(int a, int b) { // a에서 b까지 합하기 int s = 0; for(int i=a; i<=b; i++) s += i; return s; } int sum(int a) { // 0에서 a까지 합하기 for(int i=0; i<=a; i++) int main() { cout << sum(3, 5) << endl; cout << sum(3) << endl; cout << sum(100) << endl; 12 6 5050

8 생성자 함수 중복 생성자 함수 중복 가능 생성자 함수 중복 목적 객체 생성시, 매개 변수를 통해 다양한 형태의 초깃값 전달
class string { ..... public: string(); // 빈 문자열을 가진 스트링 객체 생성 string(string& str); // str을 복사한 새로운 스트링 객체 생성 string(char* s); // ‘\0’로 끝나는 C-스트링 s를 스트링 객체로 생성 }; string str; // 빈 문자열을 가진 스트링 객체 string copyAddress(address); // address의 문자열을 복사한 별도의 copyAddress 생성 string address("서울시 성북구 삼선동 389"); string 클래스의 사례

9 소멸자 함수 중복 소멸자 함수 중복 불가 소멸자는 매개 변수를 가지지 않음 한 클래스 내에서 소멸자는 오직 하나만 존재

10 디폴트 매개 변수 디폴트 매개 변수(default parameter) 디폴트 매개 변수 선언 사례
매개 변수에 값이 넘어오지 않는 경우, 디폴트 값을 받도록 선언 된 매개 변수 ‘매개 변수 = 디폴트값’ 형태로 선언 디폴트 매개 변수 선언 사례 디폴트 매개 변수를 가진 함수 호출 void star(int a=5); // a의 디폴트 값은 5 star(); // 매개 변수 a에 디폴트 값 5가 전달됨. star(5);와 동일 star(10); // 매개 변수 a에 10을 넘겨줌

11 디폴트 매개 변수 사례 사례 1 void msg(int id, string text="Hello"); // text의 디폴트 값은 "Hello" msg(10); // id에 10, text에 “Hello” 전달 msg(20, "Good Morning"); // id에 20, text에 “Good Morning” 전달 msg(); // 컴파일 오류. 첫 번째 매개 변수 id에 반드시 값을 전달하여야 함 msg("Hello"); // 컴파일 오류. 첫 번째 매개 변수 id에 값이 전달되지 않았음 호출 오류

12 디폴트 매개 변수에 관한 제약 조건 디폴트 매개 변수는 보통 매개 변수 앞에 선언될 수 없음
디폴트 매개 변수는 끝 쪽에 몰려 선언되어야 함 컴파일 오류 void calc(int a, int b=5, int c, int d=0); // 컴파일 오류 void sum(int a=0, int b, int c); // 컴파일 오류 void calc(int a, int b=5, int c=0, int d=0); // 컴파일 성공

13 매개변수에 값을 정하는 규칙 사례 2 void square(int width=1, int height=1);
컴파일러에 의해 변환되는 과정

14 디폴트 매개 변수 사례 사례 3 void g(int a, int b=0, int c=0, int d=0);
디폴트 매개 변수를 가진 함수 void g(int a, int b=0, int c=0, int d=0); void g(int a, int b= 0, int c= 0, int d= 0); g(10); g( 10, , , ); g( 10, 0, 0, 0 ); g(10, 5); g( 10, 5 , , ); g( 10, 5, 0, 0 ); g(10, 5, 20); g( 10, 5, 20, ); g( 10, 5, 20, 0 ); g(10, 5, 20, 30); g( 10, 5, 20, 30 ); g( 10, 5, 20, 30 ); 컴파일러에 의해 변환되는 과정

15 예제 6–3 디폴트 매개 변수를 가진 함수 선언 및 호출
#include <iostream> #include <string> using namespace std; // 원형 선언 void star(int a=5); void msg(int id, string text=""); // 함수 구현 void star(int a) { for(int i=0; i<a; i++) cout << '*'; cout << endl; } void msg(int id, string text) { cout << id << ' ' << text << endl; int main() { // star() 호출 star(); star(10); // msg() 호출 msg(10); msg(10, "Hello"); 디폴트 매개 변수 선언 void star(int a=5) { for(int i=0; i<a; i++) cout << '*'; cout << endl; } void msg(int id, string text="") { cout << id << ' ' << text << endl; 동일한코드 star(5); ***** ********** 10 10 Hello msg(10, “”);

16 예제 6-4(실습) 디폴트 매개 변수를 가진 함수 만들기 연습
f(); // 한 줄에 빈칸을 10개 출력한다. f(‘%'); // 한 줄에 ‘%’를 10개 출력한다. 5); // 다섯 줄에 10개 출력한다. 함수 f()를 호출하는 경우가 다음과 같을 때 f()를 디폴트 매개 변수를 가진 함수로 작성하라. #include <iostream> using namespace std; // 원형 선언 void f(char c=' ', int line=1); // 함수 구현 void f(char c, int line) { for(int i=0; i<line; i++) { for(int j=0; j<10; j++) cout << c; cout<< endl; } int main() { f(); // 한줄에 빈칸을 10개 출력한다. f(‘%'); // 한 줄에 ‘%’를 10개 출력한다. 5); // 5 줄에 문자를 10개 출력한다. 빈 칸이 10개 출력됨 %%%%%%%%%%

17 함수 중복 간소화 디폴트 매개 변수의 장점 – 함수 중복 간소화 중복 함수들과 디폴트 매개 변수를 가진 함수를 함께 사용 불가
class Circle { public: Circle() { radius = 1; } Circle(int r) { radius = r; } }; class Circle { public: Circle(int r=1) { radius = r; } }; 2 개의 생성자 함수를 디폴트 매개 변수를 가진 하나의 함수로 간소화 class Circle { public: Circle() { radius = 1; } Circle(int r) { radius = r; } Circle(int r=1) { radius = r; } }; 중복된 함수와 동시 사용 불가

18 예제 6–5(실습) 디폴트 매개 변수를 이용하여 중복 함수 간소화 연습
다음 두 개의 중복 함수를 디폴트 매개 변수를 가진 하나의 함수로 작성하라. void fillLine() { // 25 개의 ‘*’ 문자를 한 라인에 출력 for(int i=0; i<25; i++) cout << ‘*’; cout << endl; } void fillLine(int n, char c) { // n개의 c 문자를 한 라인에 출력 for(int i=0; i<n; i++) cout << c; #include <iostream> using namespace std; void fillLine(int n=25, char c=‘*‘) { // n개의 c 문자를 한 라인에 출력 for(int i=0; i<n; i++) cout << c; cout << endl; } int main() { fillLine(); // 25개의 '*'를 한 라인에 출력 fillLine(10, '%'); // 10개의 '%'를 한 라인에 출력 ************************* %%%%%%%%%%

19 예제 6-6(실습) 생성자 함수의 중복 간소화 다음 클래스에 중복된 생성자를 디폴트 매개 변수를 가진 하나의 생성자로 작성하라. class MyVector{ int *p; int size; public: MyVector() { p = new int [100]; size = 100; } MyVector(int n) { p = new int [n]; size = n; ~MyVector() { delete [] p; } }; #include <iostream> using namespace std; class MyVector{ int *p; int size; public: MyVector(int n=100) { p = new int [n]; size = n; } ~MyVector() { delete [] p; } }; int main() { MyVector *v1, *v2; v1 = new MyVector(); // 디폴트로 정수 100개의 배열 동적 할당 v2 = new MyVector(1024); // 정수 1024개의 배열 동적 할당 delete v1; delete v2;

20 함수 중복의 모호성 함수 중복이 모호하여 컴파일러가 어떤 함수를 호출하 는지 판단하지 못하는 경우 형 변환으로 인한 모호성
참조 매개 변수로 인한 모호성 디폴트 매개 변수로 인한 모호성

21 int 타입 3을 double로 변환할지 float로 변환할 지 모호함
형 변환으로 인한 함수 중복의 모호성 매개 변수의 형 변환으로 인한 중복 함수 호출의 모호성 double square(double a) { return a*a; } int main() { cout << square(3); float square(float a) { return a*a; } double square(double a) { int main() { cout << square(3.0); cout << square(3); int 타입 3이double 로 자동 형 변환 ? int 타입 3을 double로 변환할지 float로 변환할 지 모호함 ? (a) 정상 컴파일 3.0은 double 타입이므로 모호하지 않음 (b) 모호한 호출, 컴파일 오류

22 예제 6–7 형 변환으로 인해 함수 중복이 모호한 경우
#include <iostream> using namespace std; float square(float a) { return a*a; } double square(double a) { int main() { cout << square(3.0); // square(double a); 호출 cout << square(3); // 컴파일 오류 1> 빌드 시작: 프로젝트: AmbiguousOverloading, 구성: Debug Win 1> AmbiguousOverloading.cpp 1>c:\c++\chap6\ambiguousoverloading\ambiguousoverloading.cpp(13): error C2668: 'square' : 오버로드된 함수에 대한 호출이 모호합니다. 1> c:\c++\chap6\ambiguousoverloading\ambiguousoverloading.cpp(9): 'double square(double)'일 수 있습니다. 1> c:\c++\chap6\ambiguousoverloading\ambiguousoverloading.cpp(5): 또는 'float square(float)' 1> 인수 목록 '(int)'을(를) 일치시키는 동안 ========== 빌드: 성공 0, 실패 1, 최신 0, 생략 0 ==========

23 예제 6-8 참조 매개 변수로 인한 함수 중복의 모호성
#include <iostream> using namespace std; int add(int a, int b) { return a + b; } int add(int a, int &b) { b = b + a; return b; int main(){ int s=10, t=20; cout << add(s, t); // 컴파일 오류 두 함수는 근본적으로 중복 시킬 수 없다. ? ? call by value인지 call by reference인지 모호

24 예제 6-9 디폴트 매개 변수로 인한 함수 중복의 모호성
#include <iostream> #include <string> using namespace std; void msg(int id) { cout << id << endl; } void msg(int id, string s="") { cout << id << ":" << s << endl; int main(){ msg(5, "Good Morning"); // 정상 컴파일. 두 번째 msg() 호출 msg(6); // 함수 호출 모호. 컴파일 오류 ? ? 디폴트 매개 변수를 이용하고 있는지 모호함

25 static 멤버와 non-static 멤버
공기는 각 사람이 자신의 것이라고 생각하지만 다른 사람과 공유 눈은 사람 객체의 멤버 사람 객체 사람은 모두 각자의 눈을 가지고 태어난다. 사람이 태어나기 전에 공기가 있으며, 모든 사람은 공기를 공유한다. 공기 역시 각 사람의 것이다.

26 static 멤버와 non-static 멤버의 특성
변수와 함수에 대한 기억 부류의 한 종류 생명 주기 – 프로그램이 시작될 때 생성, 프로그램 종료 시 소멸 사용 범위 – 선언된 범위, 접근 지정에 따름 클래스의 멤버 static 멤버 프로그램이 시작할 때 생성 클래스 당 하나만 생성, 클래스 멤버라고 불림 클래스의 모든 인스턴스(객체)들이 공유하는 멤버 non-static 멤버 객체가 생성될 때 함께 생성 객체마다 객체 내에 생성 인스턴스 멤버라고 불림

27 static 멤버 선언 멤버의 static 선언 static 멤버 변수 생성
전역 변수로 생성 전체 프로그램 내에 한 번만 생성 static 멤버 변수에 대한 외부 선언이 없으면 다음과 같은 링크 오류 class Person { public: double money; // 개인 소유의 돈 void addMoney(int money) { this->money += money; } static int sharedMoney; // 공금 static void addShared(int n) { sharedMoney += n; }; int Person::sharedMoney = 10; // sharedMoney를 10으로 초기화 non-static 멤버 선언 static 멤버 변수 선언 static 멤버 함수 선언 static 변수 공간 할당. 프로그램의 전역 공간에 선언 컴파일 성공 1> 빌드 시작: 프로젝트: StaticSample1, 구성: Debug Win 1> StaticSample1.cpp 1>StaticSample1.obj : error LNK2001: "public: static int Person::sharedMoney" 외부 기호를 확인할 수 없습니다. 1>C:\C++\chap6\defaultParameter\Debug\StaticSample1.exe : fatal error LNK1120: 1개의 확인할 수 없는 외부 참조입니다. ========== 빌드: 성공 0, 실패 1, 최신 0, 생략 0 ========== 링크 오류

28 static 멤버와 non-static 멤버의 관계
Person han, lee, park, choi; static 멤버 공유 money money sharedMoney 10 addMoney() { ... } addMoney() { ... } addShared() { ... } han choi money money non-static 멤버는 객체마다 생성됨 addMoney() { ... } addMoney() { ... } lee park han, lee, park, choi 등 4 개의 Person 객체 생성 sharedMoney와 addShared() 함수는 하나만 생성되고 4 개의 객체들의 의해 공유됨 sharedMoney와 addShared() 함수는 han, lee, park. choi 객체들의 멤버임

29 static 멤버와 non-static 멤버 비교

30 static 멤버 사용 : 객체의 멤버로 접근 static 멤버는 객체 이름이나 객체 포인터로 접근
보통 멤버처럼 접근할 수 있음 Person 타입의 객체 lee와 포인터 p를 이용하여 static 멤버를 접 근하는 예 객체.static멤버 객체포인터->static멤버 Person lee; lee.sharedMoney = 500; // 객체.static멤버 방식 Person *p; p = &lee; p->addShared(200); // 객체포인터->static멤버 방식

31 #include <iostream>
using namespace std; class Person { public: double money; // 개인 소유의 돈 void addMoney(int money) { this->money += money; } static int sharedMoney; // 공금 static void addShared(int n) { sharedMoney += n; }; // static 변수 생성. 전역 공간에 생성 int Person::sharedMoney=10; // 10으로 초기화 // main() 함수 int main() { Person han; han.money = 100; // han의 개인 돈=100 han.sharedMoney = 200; // static 멤버 접근, 공금=200 Person lee; lee.money = 150; // lee의 개인 돈=150 lee.addMoney(200); // lee의 개인 돈=350 lee.addShared(200); // static 멤버 접근, 공금=400 cout << han.money << ' ' << lee.money << endl; cout << han.sharedMoney << ' ' << lee.sharedMoney << endl; sharedMoney main()이 시작하기 직전 10 addShared() { ... } sharedMoney 10 200 addShared() { ... } han Person han; han.money = 100; han.sharedMoney = 200; money 100 addMoney() { ... } sharedMoney 200 addShared() { ... } han lee Person lee; lee.money = 150; lee.addMoney(200); money 100 money 150 350 addMoney() { ... } addMoney() { ... } sharedMoney 200 400 addShared() { ... } han lee han과 lee의 money는 각각 100, 350 lee.addshared(200); money 100 money 350 han과 lee의 sharedMoney는 공통 400 addMoney() { ... } addMoney() { ... }

32 static 멤버 사용 : 클래스명과 범위 지정 연산자(::)로 접근
클래스 이름과 범위 지정 연산자(::)로 접근 가능 static 멤버는 클래스마다 오직 한 개만 생성되기 때문 non-static 멤버는 클래스 이름을 접근 불가 클래스명::static멤버 han.sharedMoney = 200; <-> Person::sharedMoney = 200; lee.addShared(200); <-> Person::addShared(200); Person::money = 100; // 컴파일 오류. non-static 멤버는 클래스 명으로 접근불가 Person::addMoney(200); // 컴파일 오류. non-static 멤버는 클래스 명으로 접근불가

33 sharedMoney main()이 시작하기 직전 10 #include <iostream> using namespace std; class Person { public: double money; // 개인 소유의 돈 void addMoney(int money) { this->money += money; } static int sharedMoney; // 공금 static void addShared(int n) { sharedMoney += n; }; // static 변수 생성. 전역 공간에 생성 int Person::sharedMoney=10; // 10으로 초기화 // main() 함수 int main() { Person::addShared(50); // static 멤버 접근, 공금=60 cout << Person::sharedMoney << endl; Person han; han.money = 100; han.sharedMoney = 200; // static 멤버 접근, 공금=200 Person::sharedMoney = 300; // static 멤버 접근, 공금=300 Person::addShared(100); // static 멤버 접근, 공금=400 cout << han.money << ' ' << Person::sharedMoney << endl; addShared() { ... } sharedMoney 60 10 Person::addShared(50); addShared() { ... } sharedMoney 60 addShared() { ... } Person han; han money addMoney() { ... } han 객체가 생기기전부터 static 멤버 접근 sharedMoney 200 addShared() { ... } han.money = 100; han.sharedMoney = 200; han money 100 addMoney() { ... } 400 sharedMoney 200 300 60 sharedMoney 400 addShared() { ... } Person::sharedMoney = 300; Person::addShared(100); han han의 money 100 money 100 addMoney() { ... }

34 static 활용 static의 주요 활용 전역 변수나 전역 함수를 클래스에 캡슐화 객체 사이에 공유 변수를 만들고자 할 때
전역 변수나 전역 함수를 가능한 사용하지 않도록 전역 변수나 전역 함수를 static으로 선언하여 클래스 멤버로 선언 객체 사이에 공유 변수를 만들고자 할 때 static 멤버를 선언하여 모든 객체들이 공유

35 예제 6-10 static 멤버를 가진 Math 클래스 작성
#include <iostream> using namespace std; int abs(int a) { return a>0?a:-a; } int max(int a, int b) { return a>b)?a:b; } int min(int a, int b) { return (a>b)?b:a; } int main() { cout << abs(-5) << endl; cout << max(10, 8) << endl; cout << min(-3, -8) << endl; } #include <iostream> using namespace std; class Math { public: static int abs(int a) { return a>0?a:-a; } static int max(int a, int b) { return (a>b)?a:b; } static int min(int a, int b) { return (a>b)?b:a; } }; int main() { cout << Math::abs(-5) << endl; cout << Math::max(10, 8) << endl; cout << Math::min(-3, -8) << endl; } 주목 주목 5 10 -8 (a) 전역 함수들을 가진 좋지 않음 코딩 사례 (b) Math 클래스를 만들고 전역 함수들을 static 멤버로 캡슐화한 프로그램

36 예제 6–11 static 멤버를 공유의 목적으로 사용하는 예
#include <iostream> using namespace std; class Circle { private: static int numOfCircles; int radius; public: Circle(int r=1); ~Circle() { numOfCircles--; } // 생성된 원의 개수 감소 double getArea() { return 3.14*radius*radius;} static int getNumOfCircles() { return numOfCircles; } }; Circle::Circle(int r) { radius = r; numOfCircles++; // 생성된 원의 개수 증가 } int Circle::numOfCircles = 0; // 0으로 초기화 int main() { Circle *p = new Circle[10]; // 10개의 생성자 실행 cout << "생존하고 있는 원의 개수 = " << Circle::getNumOfCircles() << endl; delete [] p; // 10개의 소멸자 실행 Circle a; // 생성자 실행 Circle b; // 생성자 실행 생존하고 있는 원의 개수 = 10 생존하고 있는 원의 개수 = 0 생존하고 있는 원의 개수 = 1 생존하고 있는 원의 개수 = 2 주목 생성자가 10번 실행되어numOfCircles = 10 이 됨 numOfCircles = 0 이 됨 numOfCircles = 1 이 됨 numOfCircles = 2 가 됨

37 static 멤버 함수는 static 멤버만 접근 가능
함수 내의 지역 변수 static 멤버 함수는 non-static 멤버에 접근 불가 객체가 생성되지 않은 시점에서 static 멤버 함수가 호출될 수 있기 때문

38 static 멤버 함수 getMoney()가 non-static 멤버 변수 money를 접근하는 오류
컴파일 오류. static 멤버 함수는 non-static 멤버에 접근할 수 없음. class PersonError { int money; public: static int getMoney() { return money; } void setMoney(int money) { // 정상 코드 this->money = money; } }; int main(){ int n = PersonError::getMoney(); PersonError errorKim; errorKim.setMoney(100); static int getMoney() { return money; } main()이 시작하기 전 money는 아직 생성되지 않았음. static int getMoney() { return money; } n = PersonError::getMoney(); 생성되지 않는 변수를 접근하게 되는 오류를 범함 static int getMoney() { return money; } PersonError errorKim; errorKim money errorKim 객체가 생길 때 money가 비로소 생성됨 setMoney() { ... }

39 non-static 멤버 함수는 static에 접근 가능
class Person { public: double money; // 개인 소유의 돈 static int sharedMoney; // 공금 .... int total() { // non-static 함수는 non-static이나 static 멤버에 모두 접근 가능 return money + sharedMoney; } }; non-static static

40 sharedMoney += n;으로 하면 정상 컴파일
static 멤버 함수는 this 사용 불가 static 멤버 함수는 객체가 생기기 전부터 호출 가능 static 멤버 함수에서 this 사용 불가 class Person { public: double money; // 개인 소유의 돈 static int sharedMoney; // 공금 .... static void addShared(int n) { // static 함수에서 this 사용 불가 this->sharedMoney + = n; // this를 사용하므로 컴파일 오류 } }; sharedMoney += n;으로 하면 정상 컴파일