ex00 - Polymorphism
개념
다형성(Polymorphism)
모습은 같지만 형태는 다른 것
- CPP의 가상 함수(virtual 함수), 연산자 오버로딩, 템플릿 등
dynamic_cast
상속관계에 있는 두 포인터 간 캐스팅 지원
- 캐스팅 오류를 컴파일 타임에 방지하기 위해 사용
Base p;
Derived c;
Base* p_p = &p;
Derived* p_c = dyanmic_cast<Derived*>(p_p); // 오류!오버라이딩
자식 클래스에서 부모에게 상속받은 함수를 이름은 같지만 내용은 다른 함수로 재정의하는 것
virtual 함수
- 부모 클래스의 포인터에 자식 클래스 인스턴스의 주소를 할당하면 부모 클래스의 멤버만 사용 가능 (업캐스팅)
- 부모 클래스의 함수를
virtual로 지정하면 자식 클래스에서 해당 함수를 오버라이딩하고 이후에 업캐스팅된 경우에도 자식 클래스의 함수를 호출함
👉 컴파일 타임이 아니라 런타임에 실행될 함수가 결정됨 (동적 바인딩)
- 가상 함수가 선언된 클래스는 가상 테이블을 가짐
- 이를 상속받은 클래스에서 가상 함수를 오버라이딩하면 자동으로 가상 함수가 되기 때문에 역시 가상 테이블을 가짐
- 가상 함수를 호출하면 가상 테이블을 거쳐 호출됨
👉 가상 함수는 안전하지만 보통 함수보다 성능이 조금 떨어짐
구현
- 생성자와 소멸자는 메시지를 출력해야 함
- 모든 클래스에 같은 메시지를 사용하면 안 됨
👉 부모 클래스의 소멸자를 가상 함수로 설정 (추후 자식 소멸자가 부모 소멸자까지 자동 호출)
👉 나중에 발생할 문제를 방지하기 위해 소멸자를 항상 가상 함수로 설정하는 것이 좋음
- 모든 클래스에 같은 메시지를 사용하면 안 됨
Animal 클래스
부모 클래스
멤버 변수
- protected
std::string type- 비어 있어도 되고 원하는 값을 세팅해도 됨
멤버 함수
makeSound(): 적절한 소리를 출력해야 함
👉 자식 클래스에서 오버라이딩하면 될 듯
Dog, Cat 클래스
Animal 클래스 상속
type: 자신의 클래스명으로 초기화
WrongAnimal, WrongCat 클래스
WrongAnimal의makeSound()에virtual키워드를 추가하지 않음
👉 이후 테스트에서WrongCat의makeSound()를 호출해도WrongAnimal의makeSound()가 호출됨
테스트 코드
int main(void)
{
const Animal* meta = new Animal();
const Animal* i = new Cat();
const Animal* j = new Dog();
meta->makeSound();
i->makeSound();
j->makeSound();
delete j;
delete i;
delete meta;
std::cout << std::endl;
const WrongAnimal* wrong_meta = new WrongAnimal();
const WrongAnimal* k = new WrongCat();
wrong_meta->makeSound();
k->makeSound();
delete k;
delete wrong_meta;
return (0);
}ex01 - I don’t want to set the world on fire
개념
- 포인터로 정의한 멤버 변수가 있다면 소멸자에서 정리해줘야 함 (자동으로 정리해주지 않음)
- 얕은 복사를 하는 경우 포인터 멤버 변수를 다른 포인터로 덮어씌우는 과정에서 메모리 누수가 발생하거나 이미 해제된 메모리를 이중으로 해제하는 문제가 생길 수 있음
구현
- 각 클래스의 생성자와 소멸자가 특정 메시지를 출력해야 함
Brain 클래스
멤버 변수
std::string ideas[100]
Dog, Cat 클래스
멤버 변수
- private
Brain*추가- 생성자에서
new Brain()으로 생성 - 소멸자에서
delete로 삭제
- 생성자에서
테스트
Animal배열을 만들고 채우기- 반은
Dog반은Cat
- 반은
- 생성된 배열을 반복하면서 모든
Animal삭제하기
(각 객체를Animal *에 할당!)- 적절한 소멸자가 순서에 따라 실행되어야 함
- 메모리 누수 확인
Dog와Cat의 복사는 얕으면 안 됨
👉Brain*을 복사할 때 깊은 복사를 해야 하므로 복사 생성자와 복사 대입 연산자 수정
ex02 - Abstract class
개념
순수 가상 함수(pure virtual functions)
virtual void makeSound(void) const = 0;- 가상 함수를 구현하지 않고 뒤에
= 0를 붙이면 순수 가상 함수가 됨 - 순수 가상 함수는 메모리상에 생성되지 않고, 오직 오버라이딩을 위해서만 존재하는 함수
👉 함수 호출은 물론, 함수를 가지는 클래스의 객체를 생성하는 것도 불가능
추상 클래스(abstract class)
- 순수 가상 함수를 하나 이상 가지며 반드시 상속되어야 하는 클래스
구현
Animal클래스의 객체를 만들 수 없도록 수정- 그래도 모두 이전과 같이 동작해야 함
ex03 - Interface & recap
개념
인터페이스
C++98에는 존재하지 않지만 순수 추상 클래스를 인터페이스라고 부름
- 추상 클래스(abstract class): 상속을 위한 클래스
- 구상 클래스(concrete class): 추상 클래스가 아닌 클래스
구현
추상 클래스 AMateria
class AMateria
{
protected:
...
public:
AMateria(std::string const & type);
...
std::string const &getType() const; // Returns the materia type
virtual AMateria* clone() const = 0;
virtual void use(ICharacter& target);
};구상 클래스 Ice, Cure
AMateria상속type은 소문자로 지정:ice,cure- 멤버 함수
clone()은 같은 타입을 리턴Ice에 사용했으면 새로운Ice인스턴스를 리턴
use(ICharacter&)
각각 아래의 내용을 출력 (<name>은 인자로 전달된 캐릭터의 이름)
Ice:* shoots an ice bolt at <name> *Cure:* heals <name>’s wounds *
Materia를 다른 것에 할당할 때,
type을 복사하지 말 것
인터페이스 ICharacter
class ICharacter
{
public:
virtual ~ICharacter() {}
virtual std::string const &getName() const = 0;
virtual void equip(AMateria* m) = 0;
virtual void unequip(int idx) = 0;
virtual void use(int idx, ICharacter& target) = 0;
};구상 클래스 Character
ICharater상속- 인벤토리에 슬롯 4개를 가짐: 최대 4개의 Materia를 가질 수 있음
- 인벤토리는 생성될 때 비어있음
equip(): Materia를 슬롯의 0~3번째 순서대로 장착- 꽉 찬 인벤토리에 추가하려고 하는 경우나 존재하지 않는 Materia를
use,unequip하려고 하는 경우 아무것도 하지 않음 unequip(): Materia 버리기 (Materia를 삭제하면 안 됨)- 바닥에 버린 Materia는 마음대로 처리할 것
unequip()호출 전 주소를 저장해두거나 할 것- 메모리 누수가 발생하면 안 됨
use(int, ICharacter&):slot[idx]의AMateria::use()에target을 넘겨줌- 이름을 인자로 갖는 생성자
- 모든 종류의 복사(복사 생성자, 복사 대입 연산자)는 깊은 복사여야 함
- 이 과정에서 기존의 Materia들은 새로운 것이 추가되기 전에 삭제되어야 함
- 캐릭터가 삭제될 때도 Materia들이 삭제되어야 함
캐릭터의 인벤토리는 모든 종류의
AMateria를 지원해야 함
인터페이스 IMateriaSource
class IMateriaSource
{
public:
virtual ~IMateriaSource() {}
virtual void learnMateria(AMateria*) = 0;
virtual AMateria* createMateria(std::string const &type) = 0;
};구상 클래스 MateriaSource
IMateriaSource상속- Materia의 템플릿을
learn하고 필요할 때create하는 역할
learnMateria(AMateria*)
- 인자로 전달된 Materia를 복사해서 나중에
clone()할 수 있도록 메모리에 저장 - 최대 4개의 Materia를 가질 수 있음
- 각 Materia들이 유일할 필요는 없음 (중복 가능)
createMateria(std::string const &)
- 새로운 Materia 리턴
- 이전에
learnMateria()된 Materia와 인자로 전달된type이 동일하면 클론해서 리턴,type을 알 수 없으면0리턴
클래스 전방 선언
헤더 파일이 서로를 참조하는 경우 사용
class ICharacter; class AMateria { ... };
테스트 코드
int main()
{
IMateriaSource* src = new MateriaSource();
src->learnMateria(new Ice());
src->learnMateria(new Cure());
ICharacter* me = new Character("me");
AMateria* tmp;
tmp = src->createMateria("ice");
me->equip(tmp);
tmp = src->createMateria("cure");
me->equip(tmp);
ICharacter* bob = new Character("bob");
me->use(0, *bob);
me->use(1, *bob);
delete bob;
delete me;
delete src;
return (0);
}