c++ 참조자, 생성자, 복사생성자

요새 자바 타입(?)의 언어만 하다가 오랜만에 c++을 했더니 헷갈리는 것들이 많아서

c++에서 헷갈리는 것들을 정리해보았다.

 

1. 참조자

 

참조자에 대해 너무 잘 설명해 놓은 글이 있어 링크로 대체한다.

https://modoocode.com/141

 

참조자는 포인터 대신 사용할 수 있다.

배열이나 부피가 큰 클래스를 함수의 매개변수로 전달해야 하는 경우,

객체의 본체를 복사해서 전달하면 메모리 면에서 비효율적이다.

참조자를 사용하면 마치 포인터처럼 주소만 전달해서 메모리 효율을 높일 수 있고,

전달받은 참조자를 사용할때는 &를 사용할 필요 없이 마치 본체인 양 쓰면 된다.

 

참조자가 무엇인지에 대한 설명은 생략하고 둘의 차이점만 간략하게 요약한 것:

Peter의 우아한 프로그래밍 :: [C++] 포인터(Pointer)와 레퍼런스(Reference : 참조자)의 차이 (tistory.com)

 

 

2. 객체 생성하기

 

#include <iostream>
#include <string>

using namespace std;

class Person {
    string name;
    int age;

public:
    Person() : Person("", 0) {} // 디폴트 생성자
    Person(string name, int age) {
        this->name = name;
        this->age = age;
    }

    void print_name() {
        cout << "name: " << name << endl;
    }
};

int main() {
    Person p1; // 암시적 생성
    Person p2 = Person(); // 명시적 생성
    Person p3("Steve", 30); // 암시적 생성
    Person p4 = Person("Jenny", 10); // 명시적 생성
    Person* p5 = new Person(); // 동적 생성
    // Person p6(); 이렇게 하면 안 된다.

    delete p5; // 동적으로 생성한 경우는 메모리 해제 필요

    return 0;
}

 

디폴트 생성자를 암시적으로 호출하고 싶을 때는 괄호를 사용하면 안된다.

http://tcpschool.com/cpp/cpp_conDestructor_defaultConstructor

 

생성할때는 전혀 오류가 발생하지 않다가, 나중에 사용하려고 할 때 오류가 발생한다.

int main() {
    Person p6();
    // p6.print_name();
    // 에러 발생: 식에 클래스 형식이 있어야 하는데 "Person(*)()" 형식이 있음.

    return 0;
}

p6.name 부분에 빨간 줄이 생기면서 "식에 클래스 형식이 있어야 하는데 "Person (*)()" 형식이 있음" 이라는 E0153 에러 발생한다. (비주얼 스튜디오 2019 기준)

 

복사 생성자를 설명한 글:

[C++] 복사 생성자, 복사 대입 연산자 (+깊은 복사) (tistory.com)

 

복사 생성자는 만들려고 하는 객체와 동일한 클래스의 객체를 매개변수로 받아 멤버변수의 값이 동일한 객체를 생성한다.

복사 생성자는 직접 생성하지 않아도 컴파일러가 알아서 생성해준다.

그래서 예시와 아래와 같이 복사생성자를 만들어주지 않아도 사용할 수 있다.

 

#include <iostream>
#include <string>

using namespace std;

class Person {
    string name;
    int age;

public:
    Person() : Person("", 0) {} // 디폴트 생성자
    Person(string name, int age) {
        this->name = name;
        this->age = age;
    }

    void print_name() {
        cout << "name: " << name << endl;
    }

    void change_name(string name) {
        this->name = name;
    }
};

int main() {
    Person p3("Steve", 30);
    Person p4 = Person("Jenny", 10);
    
    Person p7 = p3; // 복사 생성. name이 "Steve"이고 age가 30인 Person 생성.
    Person p8(p4); // 복사 생성. name이 "Jenny"이고 age가 10인 Person 생성.

    // p3의 이름은 그대로 "Steve"이고 p7의 이름만 "Sam"으로 바뀐다.
    p7.change_name("Sam");

    return 0;
}

 

기본으로 생성해주는 복사 생성자와 다른 기능을 하도록 만들고 싶다면 직접 복사 생성자를 하나 만들어주면 된다.

아래와 같은 매개변수 형태로 만들어주면 된다.

class Person {
    string name;
    int age;

public:
    Person(const Person& rhs) { // 복사 생성자
        // 원하는 내용 추가
    }
    // 생략
};

 

멤버 변수 중에 포인터를 사용하는 멤버 변수를 포함해서 예제를 만들어보았다.

#include <string>
#include <stdio.h>

using namespace std;

class Numbers
{
    int* numbers;
    int numberOfNumbers;

public:
    Numbers() {
        numbers = nullptr;
        numberOfNumbers = 0;
    }
    ~Numbers() {
        if (numbers != nullptr)
            delete numbers;
    }
    void SetNumbers(int* numbers, int numberOfNumbers) {
        if (this->numbers != nullptr) delete this->numbers;

        int* tmp = new int[numberOfNumbers];

        for (int i = 0; i < numberOfNumbers; ++i)
        {
            tmp[i] = numbers[i];
        }

        this->numbers = tmp;
        this->numberOfNumbers = numberOfNumbers;
    }
    void ChangeNumber(int index, int value) {
        if (numberOfNumbers <= index) return;
        numbers[index] = value;
    }
    void PrintNumbers() {
        if (numbers == nullptr) return;
        for (int i = 0; i < numberOfNumbers; ++i) {
            printf("%d ", numbers[i]);
        }
        printf("\n");
    }
};

int main() {
    Numbers n1;

    int numbers[3];

    numbers[0] = 1;
    numbers[1] = 4;
    numbers[2] = 52;

    n1.SetNumbers(numbers, 3);
    n1.PrintNumbers(); // 1 4 52

    Numbers n2(n1);

    n2.ChangeNumber(1, 8);
    n1.PrintNumbers(); // 1 8 52
    n2.PrintNumbers(); // 1 8 52

    return 0;
}

 

주석의 PrintNumbers 결과를 보면 알 수 있듯이, n2가 n1을 얕은 복사 해서 메모리를 공유하게 되었다.

n2의 숫자를 바꾸면 n1의 숫자도 같이 변한다.

그리고, 소멸자가 불릴 때 이미 해제한 동일한 메모리에 한 번 더 delete가 시도되기 때문에 제대로 끝나지도 못한다.

컴파일러가 자동으로 만들어주는 복사 생성자가 아니라, 직접 깊은 복사를 수행하는 복사 생성자를 만들어주면 해결 가능하다.

 

#include <string>
#include <stdio.h>

using namespace std;

class Numbers
{
    int* numbers;
    int numberOfNumbers;

public:
    Numbers() {
        numbers = nullptr;
        numberOfNumbers = 0;
    }
    ~Numbers() {
        if (numbers != nullptr)
            delete numbers;
    }
    Numbers(const Numbers& rhs) { // 깊은 복사를 하는 복사 생성자
        SetNumbers(rhs.numbers, rhs.numberOfNumbers);
    }
    void SetNumbers(int* numbers, int numberOfNumbers) {
        if (this->numbers != nullptr) delete this->numbers;

        int* tmp = new int[numberOfNumbers];

        for (int i = 0; i < numberOfNumbers; ++i)
        {
            tmp[i] = numbers[i];
        }

        this->numbers = tmp;
        this->numberOfNumbers = numberOfNumbers;
    }
    void ChangeNumber(int index, int value) {
        if (numberOfNumbers <= index) return;
        numbers[index] = value;
    }
    void PrintNumbers() {
        if (numbers == nullptr) return;
        for (int i = 0; i < numberOfNumbers; ++i) {
            printf("%d ", numbers[i]);
        }
        printf("\n");
    }
};

int main() {
    Numbers n1;

    int numbers[3];

    numbers[0] = 1;
    numbers[1] = 4;
    numbers[2] = 52;

    n1.SetNumbers(numbers, 3);
    n1.PrintNumbers(); // 1 4 52

    Numbers n2(n1);

    n2.ChangeNumber(1, 8);
    n1.PrintNumbers(); // 1 4 52
    n2.PrintNumbers(); // 1 8 52

    return 0;
}