템플릿 및 STL
도전 기능은 어려워서 금요일 안에 할 수 있으면 추가 예정...
요구사항
필수 기능 가이드
- 클래스의 이름은 SimpleVector라고 합니다.
- 타입에 의존하지 않고 데이터를 받을수 있는 배열을 멤버변수로 갖습니다. → 타입에 의존 x = 템플릿
- 생성자는 아래와 같이 구현 합니다.
- 기본 생성자는 크기가 10인 배열을 만듭니다.
- 숫자를 하나 받는 생성자는 해당 숫자에 해당되는 크기의 배열을 만듭니다.
- 아래와 같은 멤버함수를 구현 합니다.
- push_back 인자로 받은 원소를 맨 뒤에 추가 합니다. 반환값은 없습니다. 배열의 크기가 꽉 찼는데 원소가 더 들어올경우 아무 동작도 하지 않습니다.
- pop_back은 벡터의 마지막 원소를 제거 합니다. 만약 제거할 원소가 없다면 아무 동작도 하지 않으며, 인자 및 반환값은 없습니다.
- size는 인자가 없고 현재 원소의 개수를 반환합니다.
- capacity 현재 내부 배열의 크기를 반환합니다.
➡ 템플릿 기반의 벡터 클래스 SimpleVector<T> 직접 구현
➡ 기본 생성자, 크기 지정 생성자, push_back, pop_back, size, capacity 등 멤버 함수 직접 작성
도전 기능 가이드
필수 기능을 모두 완료한 후, 아래 기능을 추가 합니다.
- 복사 생성자를 구현 합니다. → 깊은 복사
- 아래 멤버함수를 추가로 변경/구현 합니다.
- push_back에서 배열의 크기가 꽉 찼는데 원소가 더 들어올경우, 기존 배열보다 크기를 5만큼 더 늘리고 새로운 원소까지 추가됩니다.(기존에 있던 값도 유지되야 합니다.)
- resize는 정수 하나를 인자로 받습니다. 해당 정수가 현재 배열의 크기보다 작으면 아무 동작도 하지 않습니다. 만약 현재 배열보다 크기가 크면 해당 값만큼 크기를 재할당 합니다.(기존 원소는 그대로 있어야 합니다.)
- sortData는 내부 데이터를 정렬하는 함수 입니다. 직접 정렬하지 않고 STL의 sort함수를 활용해서 정렬 합니다.
코드
#include <iostream>
using namespace std;
template < typename T> // 타입에 의존하지 않음 -> 템플릿
class SimpleVector
{
private:
T* data;
int cap;
int count;
public:
// 기본 생성자
// count 전체 배열의 크기 : 10
// cap 현재까지 넣은 데이터 개수 : 0 ~ cap
SimpleVector() : cap(10), count(0) // 생성 동시에 초기화
{
data = new T[cap]; // T 타입 배열 동적 메모리 할당
}
// 크기 지정 생성자
SimpleVector(int capacity) : cap(capacity), count(0)
{
data = new T[cap]; // T 타입 배열 동적 메모리 할당
}
// 소멸자
~SimpleVector()
{
delete[] data; // 동적 메모리 해제
}
// push_back
void push_back(const T& value) // 복사 없이 참조로 전달
{
if (count < cap)
{
data[count++] = value; // 현재 count 위치에 값 저장 후 count 증가
}
else
{
// 용량 부족할 때 아무 동작 하지 않음 -> 예외 처리
cout << "백터의 용량을 초과했습니다." << endl;
return;
}
}
// pop_back
bool pop_back()
{
if (count > 0)
{
count--; // 마지막 요소 제거
return true;
}
else
{
// 제거할 원소 없으면 아무 동작 하지 않음 -> 예외 처리
cout << "제거할 원소가 없습니다." << endl;
return false;
}
}
// size
int size() const // 읽기 전용 함수
{
return count; // 현재 저장된 원소의 개수 반환
}
// capacity
int capacity() const // 읽기 전용 함수
{
return cap; // 현재 현재 내부 배열의 크기 반환
}
};
// main 함수
int main()
{
SimpleVector<int> vec; // 크기 지정하지 않은 경우 기본 크기 10으로 생성
int choice;
while (true) // 조건 없이 무한 반복 루프
{
cout << "1. 숫자 계속 입력하기\n";
cout << "2. 마지막 숫자 제거하기\n";
cout << "3. 현재 벡터의 상태 출력하기\n";
cout << "0. 프로그램 종료하기\n";
cout << "원하는 작업을 선택하세요: ";
cin >> choice;
cout << endl;
if (choice == 0) // 0 입력 시 종료
{
cout << "프로그램을 종료합니다." << endl;
break;
}
else if (choice == 1) // 숫자 입력
{
int element;
while (true)
{
cout << "숫자를 입력하세요 (종료하려면 0 입력): ";
cin >> element;
if (element == 0) // 0 입력 시 숫자 입력 종료
{
cout << "숫자 입력을 종료합니다." << endl;
break;
}
vec.push_back(element); // 입력된 숫자를 벡터에 추가
}
cout << endl;
}
else if (choice == 2) // 마지막 숫자 제거
{
bool isPop = vec.pop_back();
if (isPop)
{
cout << "마지막 숫자를 제거했습니다." << endl;
cout << endl;
}
}
else if (choice == 3) // 현재 벡터 상태 출력
{
cout << "현재 벡터의 크기: " << vec.size() << endl; // 현재 벡터의 크기 출력
cout << "현재 벡터의 용량: " << vec.capacity() << endl; // 현재 벡터의 용량 출력
}
else
{
cout << "잘못된 선택입니다. 다른 숫자를 입력해 주세요." << endl; // 잘못된 선택 -> 예외 처리
}
cout << endl;
}
return 0;
}구현 기능 정리
| 함수/기능 | 설명 |
|---|---|
SimpleVector() | 기본 생성자 (크기 10 고정) |
SimpleVector(int capacity) | 크기 지정 생성자 |
~SimpleVector() | 소멸자 (동적 메모리 해제) |
void push_back(const T& element) | 값 추가 (꽉 차면 무시) |
void pop_back() | 마지막 값 제거 (없으면 무시) |
int size() const | 현재 들어있는 원소 개수 |
int capacity() const | 벡터의 전체 용량 |
멤버 초기화 리스트
// 기본 구조
클래스이름(매개변수들)
: 멤버변수1(값1), 멤버변수2(값2), ...
{
// 생성자 본문
}
SimpleVector() : cap(10), count(0) // 멤버 초기화 리스트
{
data = new T[cap]; // T 타입 배열 동적 메모리 할당
}
| 이유 | 설명 |
|---|---|
| 성능 | 생성자 본문에서 대입하는 것보다 빠름 |
| 필수 | const, 참조(&) 멤버는 무조건 초기화 리스트 필요 |
| 가독성 | 명확하고 직관적으로 보임 |
동적 배열 생성
data = new T[cap];T타입 배열을 동적으로 생성함cap크기만큼new로 힙에 메모리 할당- 반드시 소멸자에서
delete[]로 해제 필요
크기 지정 생성자
SimpleVector(int capacity) : cap(capacity), count(0)
{
data = new T[cap]; // T 타입 배열 동적 메모리 할당
}SimpleVector(int capacity)생성자의 역할- 사용자가 직접 벡터의 크기를 지정할 수 있게 해주는 역할
capacity는 배열의 초기 크기를 결정하는 파라미터- 벡터가 처음에 할당할 배열의 크기를 사용자가 지정할 수 있음
cap(capacity), count(0)- 생성자 초기화 리스트
- 벡터의 용량을 지정하고 원소 개수는 0으로 초기화
const 참조
push_back(const T& value)- 복사 비용 줄이기 + 원본 보호
→ 큰 타입일 때 성능상 유리
- 복사 비용 줄이기 + 원본 보호
count와 capacity 차이
count= 현재 들어있는 원소 개수capacity= 전체 배열의 용량(최대 저장 개수)
size()와 capacity() → int?
- 값을
return하니까 반환형 필요 void면 return 불가 → 컴파일 에러
if, while 같이 써도 되는지?
- 다른 스코프니까 가능
if (choice == 1)안에while (true)루프를 써서
0입력하면 빠져나오게 구성함
오류
문제
pop_back()에서 원소가 없을 때도 "마지막 숫자를 제거했습니다." 메시지가 출력된다
원인
void pop_back()
{
if (count > 0)
{
count--; // 마지막 요소 제거
}
else
{
// 제거할 원소 없으면 아무 동작 하지 않음 -> 예외 처리
cout << "제거할 원소가 없습니다." << endl;
return;
}
}
/.../
int main()
{
else if (choice == 2) // 마지막 숫자 제거
{
vec.pop_back();
cout << "마지막 숫자를 제거했습니다." << endl;
}
}main 함수에서 pop_back 실행되고 "마지막 숫자를 제거했습니다." 출력함
→ 제거할 숫자 없어도 계속 출력됨
해결
bool pop_back()
{
if (count > 0)
{
count--; // 마지막 요소 제거
return true;
}
else
{
// 제거할 원소 없으면 아무 동작 하지 않음 -> 예외 처리
cout << "제거할 원소가 없습니다." << endl;
return false;
}
}
int main()
{
else if (choice == 2) // 마지막 숫자 제거
{
bool isPop = vec.pop_back();
if (isPop)
{
cout << "마지막 숫자를 제거했습니다." << endl;
cout << endl;
}
}
}pop_back() 을 bool 타입으로 바꾸고 요소가 남아있으면 true로, 없으면 false로 만든다.
그리고 main() 함수에서 pop_back()을 isPop으로 받고 if로 isPop이 참일 때만 "마지막 숫자 제거 ~ " 를 출력한다.
🫡