1. Template
사용자가 원하는 타입을 넣어주면 해당 타입의 코드를 찍어내준다.
// 템플릿 첫 활용
#include <iostream>
#include <string>
template <typename T>
class Vector {
T* data;
int capacity;
int length;
public:
// 생성자
Vector(int n = 1) : data(new T[n]), capacity(n), length(0) {}
// 맨 뒤에 새로운 원소를 추가한다.
void push_back(T s) {
if (capacity <= length) {
T* temp = new T[capacity * 2];
for (int i = 0; i < length; i++) {
temp[i] = data[i];
}
delete[] data;
data = temp;
capacity *= 2;
}
data[length] = s;
length++;
}
// 임의의 위치의 원소에 접근한다.
T operator[](int i) { return data[i]; }
// x 번째 위치한 원소를 제거한다.
void remove(int x) {
for (int i = x + 1; i < length; i++) {
data[i - 1] = data[i];
}
length--;
}
// 현재 벡터의 크기를 구한다.
int size() { return length; }
~Vector() {
if (data) {
delete[] data;
}
}
};
int main() {
// int 를 보관하는 벡터를 만든다.
Vector<int> int_vec;
int_vec.push_back(3);
int_vec.push_back(2);
std::cout << "-------- int vector ----------" << std::endl;
std::cout << "첫번째 원소 : " << int_vec[0] << std::endl;
std::cout << "두번째 원소 : " << int_vec[1] << std::endl;
Vector<std::string> str_vec;
str_vec.push_back("hello");
str_vec.push_back("world");
std::cout << "-------- std::string vector -------" << std::endl;
std::cout << "첫번째 원소 : " << str_vec[0] << std::endl;
std::cout << "두번째 원소 : " << str_vec[1] << std::endl;
}-
위 코드의 클래스 부분을 보게되면 클래스에 대해 템플릿을 정의한 것을 볼 수 있음
T: 템플릿 인자(어떠한 타입의 이름임)
template <typename T>- 아래에
Class Vector가 오니Vector클래스에 대한 템플릿을 명시
class Vector { T* data; int capacity; // ... -
템플릿으로 정의된 클래스를 사용
<>안에 전달하려는 타입을 적으면 됨
Vector<int> int_vec;- 컴파일러는 전달된 타입을 보고 실제 코드를 생성
class Vector { int* data; int capacity; int length; public: // 어떤 타입을 보관하는지 typedef T value_type; // 생성자 Vector(int n = 1) : data(new int[n]), capacity(n), length(0) {} // 맨 뒤에 새로운 원소를 추가한다. void push_back(int s) { if (capacity <= length) { int* temp = new int[capacity * 2]; for (int i = 0; i < length; i++) { temp[i] = data[i]; } delete[] data; data = temp; capacity *= 2; } data[length] = s; length++; } // 임의의 위치의 원소에 접근한다. int operator[](int i) { return data[i]; } // x 번째 위치한 원소를 제거한다. void remove(int x) { for (int i = x + 1; i < length; i++) { data[i - 1] = data[i]; } length--; } // 현재 벡터의 크기를 구한다. int size() { return length; } ~Vector() { if (data) { delete[] data; } } };이렇게 클래스 템플릿에 인자를 전달해서 실제 코드를 생성하는 것을 클래스 템플릿 인스턴스화(class template instantiation)라고 함
2. 템플릿 특수화
- bool을 템플릿의 인자로 사용할 경우 1bit로 처리 가능한 bool이 8bit(c++의 기본처리 단위는 1byte)로 처리되니 엄청난 메모리 낭비가 발생함
- bool의 경우 따로 처리를 해줘야 함
이와 같이 일부 경우에 대해서 따로 처리하는 것을 템플릿 특수화 라고 한다.
2.1. 사용 방법
- 다음과 같은 코드를 보자
template <typename A, typename B, typename C>
class test{};-
A가 int고 C가 double일 때 따로 처리하는 방법
- 특수화 하고 싶은 부분에 원하는 타입을 전달하고 위에는 일반적인 템플릿을 쓰면 됨
template <typename B> class test<int, B, double>{};2.2. bool 해결법
-
다음과 같이 특수화 해주면 됨
template <> class Vector<bool> { ... // 원하는 코드 }
Vector을 구현하기 위해 int 배열을 이용한다. 1개의 int는 4byte이므로, 32개의 bool 데이터들을 한데 묶어서 저장 가능하다. 이를 통해 원래 방식대로라면 bool이 1바이트로 저장되지만, 이렇게 하면 bool을 1비트로 정확히 표현 가능해진다.
- 문제점
위와 같은 방식으로 메모리 관련 측면에서 효율이 매우 높아지지만, 이를 구현하는 방법은 조금 더 복잡해진다. 왜냐면 int 데이터에서 정확히 한 비트의 정보만 뽑아서 보여주어야 하기 때문이다. 예를 들어 N번째 bool 데이터는 N/32번째 int에 들어가있고, 그 안에서 정확히 N%32번째 비트가 되기 때문이다. 간단하게 생성자만 보자.
Vector(int n = 1)
: data(new unsigned int[n / 32 + 1]), capacity(n / 32 + 1), length(0) {
for (int i = 0; i < capacity; i++) {
data[i] = 0;
}
}
2. 함수 템플릿
- 똑같이 써주면 됨
- 인스턴스화 되는 시점은 코드에서 max(a, b)가 호출될 때
template <typename T>
T max(T& a, T& b) {
return a > b ? a : b;
}3. 함수 객체(Funtion Object - Functor)의 도입
Cont: 클래스를 템플릿 인자로 받음Comp: 함수또한 객체를 받음comp라는 객체가cont[i]과cont[j]를 받아 내부적으로 크기 비교를 수행한 뒤 그 결과를 리턴하고 있음- 함수는 아니지만 함수인 척 하는 객체를 함수 객체라고 부름
template <typename Cont, typename Comp>
void bubble_sort(Cont& cont, Comp& comp) {
for (int i = 0; i < cont.size(); i++) {
for (int j = i + 1; j < cont.size(); j++) {
if (!comp(cont[i], cont[j])) {
cont.swap(i, j);
}
}
}
}3. 템플릿 인자
- 템플릿을 통해 인자 또한 넘겨줄 수 있음
#include <iostream>
template <typename T, int num>
T add_num(T t) {
return t + num;
}
int main() {
int x = 3;
std::cout << "x : " << add_num<int, 5>(x) << std::endl;
} 
그냥 하자