[c++] 메서드 정의를 클래스 정의 외부에서 하는 이유

About_work·2024년 10월 27일

c++

목록 보기

17/17

클래스 정의 내부가 아닌 외부에서 멤버 함수를 정의하는 것은 C++에서 선택할 수 있는 설계 방법으로, 다음과 같은 이유로 사용됩니다.
클래스 정의 외부에서 멤버 함수를 정의하는 것은 객체지향 프로그래밍에서 더 좋은 설계 원칙에 부합하며, 유지보수, 확장성, 가독성 등의 측면에서 많은 이점을 제공합니다.
물론, 클래스 정의 내부에서 멤버 함수를 정의할 수도 있지만, 외부에서 정의하는 방식은 다양한 이점과 이유가 있습니다.

가독성: 클래스 내부에 모든 함수를 정의하면 코드가 복잡해질 수 있기 때문에, 외부에 정의하여 가독성을 높이고 유지보수를 쉽게 합니다.
모듈화: 헤더 파일과 소스 파일로 분리하여 인터페이스와 구현을 분리하고, 코드의 모듈화와 재사용성을 높입니다.
인라인 처리 제한: 클래스 내부에 정의된 함수는 인라인 함수가 될 가능성이 높기 때문에, 큰 함수는 외부에서 정의하여 인라인 처리를 피할 수 있습니다.
컴파일 시간 최적화: 클래스 구현의 수정으로 인한 불필요한 재컴파일을 방지할 수 있어 컴파일 시간을 줄입니다.
명확한 인터페이스와 구현의 구분: 클래스의 사용 방법과 구현을 명확히 분리하여 코드의 유지보수와 확장성을 높입니다.

클래스의 선언부는 클래스가 제공하는 인터페이스를 정의하는 부분이며, 구현부는 그 인터페이스가 실제로 어떻게 동작하는지를 정의하는 부분
클래스 내부에 모든 멤버 함수를 정의하게 되면 클래스 선언부와 구현부가 섞이게 되어 코드가 길어지고 복잡해집니다. 이로 인해 가독성이 떨어질 수 있습니다.
특히 대규모 프로젝트나 복잡한 클래스에서는 클래스 선언부에 모든 함수의 구현을 포함하면 유지보수가 어려워질 수 있습니다.
함수의 구현을 외부에서 정의함으로써 클래스 선언부는 간결하게 유지할 수 있고, 구현부는 별도로 관리하여 더 나은 코드 구조를 유지할 수 있습니다.

클래스 정의를 일반적으로 헤더 파일(.h 또는 .hpp)에 작성하고, 함수 구현은 소스 파일(.cpp)에 작성합니다.
이렇게 분리함으로써 모듈화가 가능해지고, 코드의 재사용성과 컴파일 시간도 개선됩니다.
헤더 파일에는 클래스의 인터페이스만을 정의하고, 실제 구현은 소스 파일에서 하게 되면,
- 헤더 파일을 포함하는 다른 파일들이 불필요하게 많은 코드를 가져오지 않도록 할 수 있습니다. (중요)
- 이로 인해 컴파일 시간이 줄어들고, 필요하지 않은 내부 구현을 숨겨서 캡슐화를 강화할 수 있습니다. (중요)

클래스 정의 내부에서 정의된 멤버 함수는 자동으로 인라인 함수로 처리될 가능성이 있습니다. (중요)
- 이는 컴파일러가 함수 호출 오버헤드를 줄이기 위해 함수의 코드를 호출 지점에 직접 삽입하는 최적화 기법입니다. (중요)
- 인라인 함수는 코드의 크기를 증가시킬 수 있으므로, 크기가 큰 함수나 자주 호출되는 함수는 인라인 처리에 적합하지 않을 수 있습니다. (중요)
클래스 외부에서 멤버 함수를 정의하면,
- 자동 인라인 처리에서 자유로우며, 컴파일러에게 특정 함수를 인라인으로 처리할지 여부를 결정하게 할 수 있습니다. (중요)
- 이는 코드의 크기와 성능 측면에서 더 효율적인 관리를 가능하게 합니다. (중요)

클래스 내부에서 모든 함수 구현을 정의하게 되면, 함수의 구현을 수정할 때마다 헤더 파일을 수정해야 합니다.
- 이는 이 헤더 파일을 포함하는 모든 파일들을 다시 컴파일해야 함을 의미하며, 컴파일 시간이 증가하게 됩니다. (중요)
반면, 클래스 정의는 헤더 파일에 두고, 함수의 구현을 소스 파일에 두면,
- 함수의 구현만 수정될 때 헤더 파일의 변경 없이도 수정할 수 있으며,
- 컴파일 범위를 줄일 수 있습니다.

클래스를 설계할 때, 인터페이스와 구현을 명확히 분리하는 것이 좋은 객체지향 설계 원칙 중 하나
클래스 정의(헤더 파일)에는 클래스의 사용 방법만을 제공하고, 구현 파일(.cpp)에는 실제 행동의 구체적인 내용을 제공함으로써 인터페이스와 구현의 분리가 이루어짐
이는 클래스를 사용하는 개발자가 내부 동작을 알 필요 없이 클래스를 사용할 수 있도록 하며, 유지보수와 확장을 쉽게 만듭니다.

클래스 내부에 모든 멤버 함수 정의
```
class Car {
public:
    void start() { cout << "Car started" << endl; }
    void stop() { cout << "Car stopped" << endl; }
};
```
- 이렇게 작성하면 간단한 클래스라면 괜찮을 수 있지만, 멤버 함수의 구현이 많아질 경우 코드가 길어지고 읽기 힘들어질 수 있습니다.
클래스 선언부와 구현부 분리
```
// Car.h
class Car {
public:
    void start();
    void stop();
};

// Car.cpp
#include "Car.h"
#include <iostream>

void Car::start() {
    std::cout << "Car started" << std::endl;
}

void Car::stop() {
    std::cout << "Car stopped" << std::endl;
}
```
- 이렇게 분리함으로써 헤더 파일(Car.h)에는 클래스의 인터페이스만 정의되고, 구현 파일(Car.cpp)에는 구체적인 구현이 정의됩니다.
- 이를 통해 가독성이 좋아지고, 클래스의 사용과 구현을 명확히 분리할 수 있습니다.

새로운 것이 들어오면 이미 있는 것과 충돌을 시도하라.