7장 요점

프렌드와 연산자 중복

프렌드

프렌드 함수

private이나 protected인 클래스 내부의 멤버 변수나 함수에 접근하기 위해 friend키워드르 선언하여 만든 외부 함수

class Shape{
    friend void foo(); // 프렌드 함수 선언
};
void foo(){ } // 외부함수, Shape클래스의 모든 멤버 접근 가능

클래스와 프렌드 함수

클래스 멤버함수도 프렌드 함수로 선언하여 다른 클래스에서도 사용이 가능하다.
단, public으로 선언을 해야 다른 클래스에서 접근이 가능하다.

class Shape{
public:
    void setName(){}
};
class Color{
    friend void Shape::setName();
};

프렌드 클래스

클래스를 프렌드로 선언하면 선언된 클래스는 선언한 클래스의 모든 멤버에 자유롭게 접근이 가능하다.

#include <iostream>
using namespace std;

class Color;

class Shape{
    string name;
    string length;
public:
    friend Color; // 프렌드 클래스 선언
    Shape(){
        name = "네모";
    }
    void setName(string name){
        this->name = name;
    }
};

class Color{
    string color;
public:
    Color(){color = "빨강";}
    void setColor(string color){
        this->color = color;
    }

    void print(Shape s){ 
        cout << color << "색의 " << s.name << "입니다." << endl;
    }
    // Shape클래스에서 Color클래스를 friend로 선언하여 접근이 가능한 모습
};

int main()
{
    Shape nemo;
    nemo.setName("세모");
    Color white;
    white.setColor("하양");
    white.print(nemo);
    // 출력 : 하양색의 세모입니다.
}

 

연산자 중복

연산자 중복(다형성)

예를 들어 '+' 가 단순 사칙연산이 아닌
Magenta + Cyan + Yellow = Black
이 되도록 연산자를 만드는 것

특징
1. C++언어에 본래 있는 연산자만 중복 가능
2. 피연산자의 타입이 다른 연산을 새로 정의하는 것
3. 함수를 통해 이루어진다.
4. 클래스와 관계를 가진다.
5. 피연산자의 개수는 수정할 수 없다.
6. 연산의 우선순위 변경 불가
7. 모든 연산자가 가능한것은 아니다.

선언 및 정의
1. 외부함수로 구현하고 클래스의 프렌드함수로 선언

Shape operator + (Shape op1, Shape op2);
bool operator == (Shape op1, Shape op2);
class Shape{
	friend Shape operator + (Shape op1, Shape op2);
    friend bool operator == (Shape op1, Shape op2);
}

2. 클래스의 멤버함수로 구현

class Shape{ // op1은 객체 자기 자신이 되므로 this로 접근한다.
	Shape operator + (Shape op2);
    bool operator == (Shape op2);
}

 
객체 자신을 리턴시켜야 하는 연산의 경우 ex '+='
객체 자신의 참조를 리턴시킨다.

Shape& Shape::operator+=(Shape op2){
	length = length + op2.length;
    return *this;
}

 

단항연산자

단항연산자는 객체 자신의 참조를 리턴시킨다.
전위++ 연산자와 후위++연산자차이점
전위는 매개변수가 필요없지만 후위는 필요하다.

// 전위연산자
Shape& Shape::operator++(){
	length++;
    return *this;
}

후위연산자는 우선 자신을 복사해 저장한 후 자신의 값을 증가시킨다.
그리고 복사한 객체를 리턴한다.
temp(후위연산 전 자신)를 리턴하고 나면 이후의 객체는 후위연산이 진행된 값을 지닌다.

// 후위연산자
// 이때 a는 단순히 후위연산임을 보여주는 것으로 의미는 없다.
Shape Shape::operator++(int a){
	Shape temp = *this;
	length++;
    return temp; // 복사한 객체를 리턴
}

 

참조를 리턴하는 '<<' 연산자

만약 객체 a, b, c를 더하고 싶다면
a = a + b;
a = a + c;
를 해야한다.
하지만 객체의 참조를 리턴하면 더 간단히 할 수 있다.

Shape& Shape::operator << (Shape a){
	length += a.length;
    return *this; // 복사한 객체를 리턴
}
int main(){ a << b << c; 
// a.length값은 모든 length를 더한 값이 된다.
}

#include <iostream>
using namespace std;
class Shape{
    int length;
public:
    Shape(int a) : length(a){}
    Shape& operator << (Shape a);
    void getLength(){
        cout << length;
    }
};

Shape &Shape::operator<<(Shape a) {
    length += a.length;
    return *this;
}
int main()
{
    Shape a(4), b(5), c(7);
    a << b << c;
    a.getLength(); // 출력 : 16
}

명품 C++프로그래밍 책
https://book.naver.com/bookdb/book_detail.naver?bid=13395206

⚠️ 주의 ⚠️
1. 여기서부터는 실습문제 정답입니다.
2.제가 작성한 정답이 틀릴 수 있습니다. 혹시 틀린게 있다면 댓글로 남겨주시면 감사히 수정하겠습니다.
3. C++를 공부하시는 학생이시라면 보시기 전에 직접 꼭 한 번 풀어보세요!

실습 문제 7 - 1, 2, 3, 4
문제 : 1. 1 +=, -=연산자를 클래스의 멤버함수로 구현하기

#include <iostream>
#include <string>
using namespace std;

class Book{
    string title;
    int price, pages;
public:
    Book(string title = "", int price = 0, int pages = 0){
        this->title = title; this->price = price, this->pages = pages;
    }
    void show(){
        cout << title << ' ' << price << "원 " << pages << " 페이지" << endl;
    }
    string getTitle(){return title;}
    Book& operator += (int a);
    Book& operator -= (int a);
};

Book& Book::operator += (int a){
    price += a;
    return *this;
}
Book& Book::operator -= (int a){
    price -= a;
    return *this;
}
int main()
{
    Book a("청춘", 20000, 300), b("미래", 30000, 500);
    a += 500;
    b -= 500;
    a.show();
    b.show();
}

 

문제 : 1. 2 +=, -=연산자를 클래스 외부 함수로 구현하기

#include <iostream>
#include <string>
using namespace std;

class Book{
    string title;
    int price, pages;
public:
    Book(string title = "", int price = 0, int pages = 0){
        this->title = title; this->price = price, this->pages = pages;
    }
    void show(){
        cout << title << ' ' << price << "원 " << pages << " 페이지" << endl;
    }
    string getTitle(){return title;}
    friend Book& operator += (Book &op1, int a);
    friend Book& operator -= (Book &op1, int a);

};

Book& operator += (Book &op1, int a){
    op1.price += a;
    return op1;
}
Book& operator -= (Book &op1, int a){
    op1.price -= a;
    return op1;
}
int main()
{
    Book a("청춘", 20000, 300), b("미래", 30000, 500);
    a += 500;
    b -= 500;
    a.show();
    b.show();
}

 

문제 : 2. 1 세개의 == 연산자 함수를 가진 Book클래스를 작성하기

#include <iostream>
#include <string>
using namespace std;

class Book{
    string title;
    int price, pages;
public:
    Book(string title = "", int price = 0, int pages = 0){
        this->title = title; this->price = price, this->pages = pages;
    }
    void show(){
        cout << title << ' ' << price << "원 " << pages << " 페이지" << endl;
    }
    string getTitle(){return title;}
    bool operator == (int price);
    bool operator == (string title);
    bool operator == (Book op2);
};
bool Book::operator==(int price) {
    return this->price == price;
}
bool Book::operator==(string title) {
    return this->title == title;
}
bool Book::operator==(Book op2) {
    if(this->title == op2.title && this->price == op2.price && this->pages == op2.pages)
        return true;
    return false;
}

int main()
{
    Book a("명품 C++", 30000, 300), b("고품 C++", 30000, 500);
    if(a == 30000) cout << "정가 30000원" << endl;
    if(a == "명품 C++") cout << "명품 C++ 입니다." << endl;
    if(a == b) cout << "두 책이 같은 책입니다." << endl;
}

문제 : 2. 2 세개의 == 연산자를 프렌드 함수로 작성하기

#include <iostream>
#include <string>
using namespace std;

class Book{
    string title;
    int price, pages;
public:
    Book(string title = "", int price = 0, int pages = 0){
        this->title = title; this->price = price, this->pages = pages;
    }
    void show(){
        cout << title << ' ' << price << "원 " << pages << " 페이지" << endl;
    }
    string getTitle(){return title;}
    friend bool operator == (Book op1, int price);
    friend bool operator == (Book op1, string title);
    friend bool operator == (Book op1, Book op2);
};
bool operator==(Book op1, int price) {
    return op1.price == price;
}
bool operator==(Book op1, string title) {
    return op1.title == title;
}
bool operator==(Book op1, Book op2) {
    if(op1.title == op2.title && op1.price == op2.price && op1.pages == op2.pages)
        return true;
    return false;
}

int main()
{
    Book a("명품 C++", 30000, 300), b("고품 C++", 30000, 500);
    if(a == 30000) cout << "정가 30000원" << endl;
    if(a == "명품 C++") cout << "명품 C++ 입니다." << endl;
    if(a == b) cout << "두 책이 같은 책입니다." << endl;
}

 

문제 : 3 !연산자를 이용해 공짜책인지 판별하기

#include <iostream>
#include <string>
using namespace std;

class Book{
    string title;
    int price, pages;
public:
    Book(string title = "", int price = 0, int pages = 0){
        this->title = title; this->price = price, this->pages = pages;
    }
    void show(){
        cout << title << ' ' << price << "원 " << pages << " 페이지" << endl;
    }
    string getTitle(){return title;}
    bool operator ! (){
        if(this->price > 0)
            return false;
        return true;
    }
};

int main()
{
    Book book("벼룩시장", 0, 50);
    if(!book) cout << "공짜다" << endl;
}

 

문제 : 4 < 연산자 이용하여 책의 제목 사전 순으로 비교하기

#include <iostream>
#include <string>
using namespace std;

class Book{
    string title;
    int price, pages;
public:
    Book(string title = "", int price = 0, int pages = 0){
        this->title = title; this->price = price, this->pages = pages;
    }
    void show(){
        cout << title << ' ' << price << "원 " << pages << " 페이지" << endl;
    }
    string getTitle(){return title;}
    friend bool operator < (string title, Book op2);
};
bool operator < (string title, Book op2) {
    if(title < op2.title )
        return true;
    return false;
}

int main()
{
    Book a("청춘", 20000, 300);
    string b;
    cout << "책 이름을 입력하세요>>";
    getline(cin, b);
    if(b < a)
        cout << a.getTitle() << "이 " << b << "보다 뒤에 있구나!" << endl;
}

 
실습 문제 7 - 5
문제 : Color클래스를 이용해 색 더하기

#include <iostream>
using namespace std;

class Color{
    int red, green, blue;
public:
    Color(){ red = green = blue = 0;}
    Color(int r, int g, int b){ red = r; green = g; blue = b;}
    void setColor(int r, int g, int b) { red = r; green = g; blue = b;}
    void show() {cout << red << ' ' << green << ' ' << blue << endl; }
    Color operator + (Color op2){
        Color tmp;
        tmp.red = this->red + op2.red;
        tmp.green = this->green + op2.green;
        tmp.blue = this->blue + op2.blue;
        return tmp;
    }
    bool operator == (Color op2){
        if(this->red == op2.red && this->green == op2.green && this->blue == op2.blue)
            return true;
        return false;
    }
};

int main()
{
    Color red(255, 0, 0), blue(0, 0, 255), c;
    c = red + blue;
    c.show();

    Color fuchsia(255, 0, 255);
    if(c == fuchsia)
        cout << "보라색 맞음";
    else
        cout << "보라색 아님";
}

 
실습 문제 7 - 6
문제 : Matrix클래스와 +=, ==, + 연산자를 구현하기

(1)

#include <iostream>
using namespace std;

class Matrix{
    int matrix[4];
public:
    Matrix(int a = 0, int b = 0, int c = 0, int d = 0)
    { matrix[0] = a, matrix[1] = b, matrix[2] = c, matrix[3] = d;}
    Matrix operator + (Matrix op2){
        Matrix temp;
        temp.matrix[0] = matrix[0] + op2.matrix[0];
        temp.matrix[1] = matrix[1] + op2.matrix[1];
        temp.matrix[2] = matrix[2] + op2.matrix[2];
        temp.matrix[3] = matrix[3] + op2.matrix[3];
        return temp;
    }
    Matrix& operator += (Matrix op2){
         matrix[0] += op2.matrix[0];
         matrix[1] += op2.matrix[1];
         matrix[2] += op2.matrix[2];
         matrix[3] += op2.matrix[3];
        return *this;
    }
    bool operator == (Matrix op2){
        for(int i = 0; i < 4; i++){
            if(matrix[i] != op2.matrix[i])
                return false;
        }
        return true;
    }
    void show(){
        cout << "Matrix = { ";
        for(int i = 0; i < 4; i++)
        {
            cout << matrix[i] << ' ';
        }
        cout << "}" << endl;
    }
};

int main()
{
    Matrix a(1,2,3,4), b(2, 3, 4, 5), c;
    c = a + b;
    a += b;
    a.show(); b.show(); c.show();
    if(a == c)
        cout << "a and c are the same" << endl;
}

 
(2)

#include <iostream>
using namespace std;

class Matrix{
    int matrix[4];
public:
    Matrix(int a = 0, int b = 0, int c = 0, int d = 0)
    { matrix[0] = a, matrix[1] = b, matrix[2] = c, matrix[3] = d;}
    friend Matrix operator + (Matrix op1, Matrix op2);
    friend Matrix operator += (Matrix &op1, Matrix op2);
    friend bool operator == (Matrix op1, Matrix op2);
    void show(){
        cout << "Matrix = { ";
        for(int i = 0; i < 4; i++)
        {
            cout << matrix[i] << ' ';
        }
        cout << "}" << endl;
    }
};
Matrix operator + (Matrix op1, Matrix op2){
    Matrix temp;
    temp.matrix[0] = op1.matrix[0] + op2.matrix[0];
    temp.matrix[1] = op1.matrix[1] + op2.matrix[1];
    temp.matrix[2] = op1.matrix[2] + op2.matrix[2];
    temp.matrix[3] = op1.matrix[3] + op2.matrix[3];
    return temp;
}
Matrix operator += (Matrix &op1, Matrix op2){
    op1.matrix[0] += op2.matrix[0];
    op1.matrix[1] += op2.matrix[1];
    op1.matrix[2] += op2.matrix[2];
    op1.matrix[3] += op2.matrix[3];
    return op1;
}
bool operator == (Matrix op1, Matrix op2){
    for(int i = 0; i < 4; i++){
        if(op1.matrix[i] != op2.matrix[i])
            return false;
    }
    return true;
}
int main()
{
    Matrix a(1,2,3,4), b(2, 3, 4, 5), c;
    c = a + b;
    a += b;
    a.show(); b.show(); c.show();
    if(a == c)
        cout << "a and c are the same" << endl;
}

 
실습 문제 7 - 7
문제 : Matrix클래스와 >>, << 연산자 구현하기

(1)

#include <iostream>
using namespace std;

class Matrix{
    int matrix[4];
public:
    Matrix(int a = 0, int b = 0, int c = 0, int d = 0)
    { matrix[0] = a, matrix[1] = b, matrix[2] = c, matrix[3] = d;}
    void show(){
        cout << "Matrix = { ";
        for(int i = 0; i < 4; i++)
        {
            cout << matrix[i] << ' ';
        }
        cout << "}" << endl;
    }
    void operator >> (int *arr);
    void operator << (int *arr);
};
void Matrix::operator >> (int *arr){
    for(int i = 0; i < 4; i++){
        arr[i] = this->matrix[i];
    }
}
void Matrix::operator << (int *arr){
    for(int i = 0; i < 4; i++){
        this->matrix[i] = arr[i];
    }
}

int main()
{
    Matrix a(4, 3, 2, 1), b;
    int x[4], y[4] = {1, 2, 3, 4};
    a >> x;
    b << y;
    for(int i = 0; i < 4; i++) cout << x[i] << ' ';
    cout << endl;
    b.show();
}

 
(2)

#include <iostream>
using namespace std;

class Matrix{
    int matrix[4];
public:
    Matrix(int a = 0, int b = 0, int c = 0, int d = 0)
    { matrix[0] = a, matrix[1] = b, matrix[2] = c, matrix[3] = d;}
    void show(){
        cout << "Matrix = { ";
        for(int i = 0; i < 4; i++)
        {
            cout << matrix[i] << ' ';
        }
        cout << "}" << endl;
    }
    friend void operator >> (Matrix op2, int *arr);
    friend void operator << (Matrix &op2, int *arr);
};
void operator >> (Matrix op2, int *arr){
    for(int i = 0; i < 4; i++){
        arr[i] = op2.matrix[i];
    }
}
void operator << (Matrix &op2, int *arr){
    for(int i = 0; i < 4; i++){
        op2.matrix[i] = arr[i];
    }
}

int main()
{
    Matrix a(4, 3, 2, 1), b;
    int x[4], y[4] = {1, 2, 3, 4};
    a >> x;
    b << y;
    for(int i = 0; i < 4; i++) cout << x[i] << ' ';
    cout << endl;
    b.show();
}

실습 문제 7 - 8
문제 : Circle클래스 ++(전위, 후위)연산자 구현하기

#include <iostream>
using namespace std;

class Circle{
    int radius;
public:
    Circle(int radius = 0){ this->radius = radius; }
    void show() {cout << "radius = " << radius << "인 원" << endl;}
    friend Circle& operator ++(Circle &op);
    friend Circle operator ++(Circle &op, int x);
};
Circle& operator ++(Circle &op){
    op.radius++;
    return op;
}
Circle operator ++(Circle &op, int x){
    Circle temp(op);
    op.radius++;
    return temp;
}

int main()
{
    Circle a(5), b(4);
    ++a;
    b = a++;
    a.show();
    b.show();
}

실습 문제 7 - 9
문제 : Matrix클래스와 + 연산자 구현하기

#include <iostream>
using namespace std;

class Circle{
    int radius;
public:
    Circle(int radius = 0){ this->radius = radius; }
    void show() {cout << "radius = " << radius << "인 원" << endl;}
    friend Circle operator + (int a, Circle op1);
};

Circle operator+(int a, Circle op1) {
    Circle temp;
    temp.radius = a + op1.radius;
    return temp;
}

int main()
{
    Circle a(5), b(4);
    b = 1 + a;
    a.show();
    b.show();
}

실습 문제 7 - 10
문제 : Statistics클래스와 !, >>, <<, ~연산자 함수 구현

#include <iostream>
using namespace std;

class Statistics{
    int *arr;
    int index;
public:
    Statistics(){
        arr = new int[10];
        index = 0;
    }
    ~Statistics(){
        if(arr)
            delete [] arr;
    }
    bool operator ! ();
    Statistics& operator << (int a);
    void operator >>(int &avg);
    void operator ~();
};

bool Statistics::operator!() {
    return this->arr;
}
Statistics& Statistics::operator << (int a) {
    this->arr[index++] = a;
    return *this;
}
void Statistics::operator>>(int &avg) {
    avg = 0;
    for(int i = 0; i < index; i++){
        avg += arr[i];
    }
    avg = avg / index;
}
void Statistics::operator~() {
    for(int i = 0; i < index; i++){
        cout << arr[i] << ' ';
    }
    cout << endl;
}
int main()
{
    Statistics stat;
    if(!stat) cout << "현재 통계 데이타가 없습니다." << endl;

    int x[5];
    cout << "5 개의 정수를 입력하라>>";
    for(int i = 0; i < 5; i++) cin >> x[i];

    for(int i = 0; i < 5; i++) stat << x[i];
    stat << 100 << 200;
    ~stat;

    int avg;
    stat >> avg;
    cout << "avg=" << avg << endl;
}

실습 문제 7 - 11
문제 : Stack클래스 구현 pop = >>, push = <<

#include <iostream>
using namespace std;

class Stack{
    int *stack;
    int tos;
public:
    Stack(){
        stack = new int[10];
        tos = -1;
    }
    ~Stack(){
        if(stack)
            delete [] stack;
    }
    Stack& operator << (int a){
        this->stack[++tos] = a;
        return *this;
    }
    int operator >> (int &a){
        a = this->stack[tos--];
        return a;
    }
    bool operator !(){
        if(stack[tos])
            return false;
        return true;
    }

};

int main()
{
    Stack stack;
    stack << 3 << 5 << 10;
    while(true){
        if(!stack) break;
        int x;
        stack >> x;
        cout << x << ' ';
    }
    cout << endl;
}

실습 문제 7 - 12
문제 : SortedArray클래스와 +, = 연산자 완성하기
힌트에서 복사생성자를 쓰라고 하는데 정작 안쓰임.
반드시 있어야 한다고하지만 지워도 정상실행 됩니다.

#include <iostream>
using namespace std;

class SortedArray{
    int size;
    int *p;
    void sort();

public:
    SortedArray();
    SortedArray(SortedArray& src);
    SortedArray(int p[], int size);
    ~SortedArray();
    SortedArray operator + (SortedArray& op2);
    SortedArray& operator = (const SortedArray& op2);
    void show();
};

SortedArray::SortedArray() {
    p = nullptr;
    size = 0;
}
SortedArray::SortedArray(int *p, int size) {
    this->size = size;
    this->p = new int[size];
    for(int i = 0; i < size; i++)
        this->p[i] = p[i];
}

SortedArray::SortedArray(SortedArray &src) {
    cout << "지금 들어왔당" << endl;
    size = src.size;
    p = new int[size];
    for(int i = 0; i < size; i++)
        p[i] = src.p[i];
}
SortedArray::~SortedArray() {
    if(p)
        delete [] p;
}
SortedArray SortedArray::operator+(SortedArray &op2) {
    int tempSize = this->size + op2.size;
    int *tempP = new int[tempSize];
    SortedArray temp(tempP, tempSize);

    for(int i = 0; i < this->size; i++){
        temp.p[i] = this->p[i];
    }
    for(int i = this->size; i < temp.size; i++){
        temp.p[i] = op2.p[i - this->size];
    }

    return temp;
}

SortedArray& SortedArray::operator=(const SortedArray &op2) {
    delete [] this->p;
    
    this->size = op2.size;
    this->p = new int[size];
    for(int i = 0; i < size; i++)
    {
        this->p[i] = op2.p[i];
    }
    return *this;
}

void SortedArray::show() {
    sort();
    cout << "배열 출력 : ";
    for(int i = 0; i < size; i++)
        cout << p[i] << ' ';
    cout << endl;
}

void SortedArray::sort() {
    for(int i = 0; i < size - 1; i++)
    {
        for(int j = i + 1; j < size; j++)
        {
            if(p[j] < p[i])
            {
                int temp = p[i];
                p[i] = p[j];
                p[j] = temp;
            }
        }
    }
}
int main()
{
    int n[] = {2, 20, 6};
    int m[] = {10, 7, 8, 30};
    SortedArray a(n, 3), b(m, 4), c;

    c = a + b;

    a.show();
    b.show();
    c.show();
}