C++
학습가이드 실습
미니 실습
실습 내용
- 아래 코드를 보고 출력 결과를 예측
- 예측한 결과에 대한 이유를 설명해주세요.
#include <iostream>
using namespace std;
void process(int a){
cout << "Int 버전 호출됨" << endl;
}
void process(char a){
cout << "Char 버전 호출됨" << endl;
}
int main(){
short s = 50;
process(s);
return 0;
}
short 타입은 int, char중 어디로 변환될까? C++은 더 안전하다고 판단되는 변환을 선택한다.
현재 process 함수는 char와 int형으로 오버로딩 되어있다. main함수에서 short타입변수 s를 넣어주었는데 C++컴파일러는 short타입을 어떤 process함수에 전달할지 결정해야 한다.
변환 규칙은 여러가지가 있는데 어쨌던 short를 int로 변환하는것은 데이터 손실이 없지만 char형으로 변환하는것은 데이터 손실이 있을수있기 때문에 int형으로 변환한다.
도전 실습
- 아래는 노션 학습문서의 배열 템플릿 코드스니펫이에요.
- 제공되는 코드에 인덱스 연산자 []를 오버로딩하여 구현하세요.
- [] 연산자는 읽기/쓰기 모두 가능해야 합니다.
- main()에 구현한 연산자를 테스트하기 위해 예제 코드를 작성해주세요.
- 선택 구현: 배열 범위를 벗어난 인덱스 접근 시 알맞는 예외를 Throw하세요.
설계
인덱스 연산자를 operator로 오버로딩해야함, 읽기/쓰기가 가능하려면 참조(T&)를 반환해야 한다. val=arr[0], arr[0] = val 둘다가 가능해야 한다.
예외처리의 경우에는 out_of_range를 사용해서 인덱스가 0보다 작거나 size보다 클때를 방어
#include <iostream>
#include <stdexcept>
using namespace std;
template <typename T>
class Array {
T data[100];
int size;
public:
Array() : size(0) {}
T& operator [](int index) {
if (index < 0 || index >= size) {
throw out_of_range("Index out of bounds");
}
return data[index];
}
void add(const T& element) {
if (size < 100)
data[size++] = element;
}
void remove() {
if (size > 0)
size--;
}
void print() {
for (int i = 0; i < size; i++)
cout << data[i] << " ";
cout << endl;
}
};
int main() {
try {
Array<int> arr; // 정수형 배열 생성
arr.add(10);
arr.add(20);
arr.add(30);
// 초기상태
arr.print();
// 값 읽기
cout << arr[0] << endl;
// 값 쓰기
arr[0] = 99;
cout << arr[0] << endl;
arr.print();
// 예외 처리
cout << arr[3] << endl;
} catch (const out_of_range& e) {
cerr << "예외 발생! 오류 메시지: " << e.what() << endl;
}
return 0;
}도전x도전 실습
// Range-based for loop 라는 문법이에요.
// 보통 foreach라고도 불려요.
for (int num : arr)
{
}C++컴파일러는 for(auto e : arr)같은 for-each문을 만나면 내부적으로는
{
auto iter = arr.begin();
auto end_iter = arr.end();
for (;iter!=end_iter; ++iter){
auto e = *iter;
// 사용자 코드 실행
}
}이런식으로 동작한다. 따라서 클래스안에 begin()과 end()가 존재해야 foreach문법이 작동한다.
왜 포인터(T*)를 반환할까?
Array클래스는 T data[100]이라는 기본 배열을 사용한다. C++에서 배열의 포인터는 그 자체로 훌륭한 이터레이터 처럼 동작한다. begin(), end()로 주소값만 던져주면 for문이 알아서 주소를 하나씩 증가시키며 데이터에 접근하게 된다.
...
T* begin() {
return &data[0];
}
T* end() {
return &data[size];
}
int main() {
Array<int> arr; // 정수형 배열 생성
arr.add(10);
arr.add(20);
arr.add(30);
for (int ar : arr) {
cout << ar << endl;
}
return 0;
}- 내부적으로는 어떻게 도는가?
- 참고
#include <iostream>
using namespace std;
template<typename T>
class Array
{
T data[100];
int size;
public:
inline Array()
: size{0}
{
}
inline void add(const T & element)
{
if(this->size < 100) {
this->data[this->size++] = element;
}
}
inline T * begin()
{
return operator&(this->data[0]);
}
inline T * end()
{
return operator&(this->data[this->size]);
}
inline void remove()
{
if(this->size > 0) {
this->size--;
}
}
inline void print()
{
for(int i = 0; i < this->size; i++) {
operator<<(operator<<(std::cout, this->data[i]), " ");
}
std::cout.operator<<(std::endl);
}
};
/* First instantiated from: insights.cpp:38 */
#ifdef INSIGHTS_USE_TEMPLATE
template<>
class Array<int>
{
int data[100];
int size;
public:
inline Array()
: size{0}
{
}
inline void add(const int & element)
{
if(this->size < 100) {
this->data[this->size++] = element;
}
}
inline int * begin()
{
return &this->data[0];
}
inline int * end()
{
return &this->data[this->size];
}
inline void remove();
inline void print();
};
#endif
int main()
{
Array<int> arr = Array<int>();
arr.add(10);
arr.add(20);
arr.add(30);
{
Array<int> & __range1 = arr;
int * __begin1 = __range1.begin();
int * __end1 = __range1.end();
for(; __begin1 != __end1; ++__begin1) {
int ar = *__begin1;
std::cout.operator<<(ar).operator<<(std::endl);
}
}
return 0;
}
개념들
임의 접근?
- 임의 접근 반복자는 배열처럼 인덱스를 통해 어느 위치든 바로 접근할 수 있는 가장 강력한 반복자
vector<int> vec = {10, 20, 30, 40, 50};
auto it = vec.begin();
it = it + 3; // +, - 연산 가능
it += 2; // +=, -= 연산 가능
cout << it[2]; // [] 연산자로 접근 가능
cout << (it < vec.end());// 크기 비교 가능범위, 인덱스, 반복자 기반 for문
- 범위 기반 for문 : for (auto x : vec)
- 인덱스 기반 for문 : for(int i = 0; i < N; i++)
- 반복자 기반 for문 : for(auto it = vec.begin(); it!=vec.end(); ++it)
반복자 무효화
- 반복자 무효화는 컨테이너의 내용을 변경하는 중에 기존에 가지고 있던 반복자(포인터)가 더 이상 유효하지 않게 되는 현상
vector<int> vec = {1, 2, 3, 4, 5};
for (auto it = vec.begin(); it != vec.end(); ++it){
if (*it == 3){
vec.erase(it); // erase후 it는 무효화
// ++it하면 크래시 발생
}
}
// 올바른 코드
for (auto it = vec.begin(); it != vec.end(); ){
if (*it == 3){
it = vec.erase(it); // erase는 다음 유효한 반복자를 반환한다.
} else {
++it;
}
}왜 무효화 될까?
vector는 내부적으로 연속적인 메모리 공간을 사용한다. 요소를 삽입하거나 삭제하면 메모리가 재배치될 수 있고, 이 과정에서 기존 반복자가 가리키던 주소가 더 이상 유효하지 않게 된다.
declared type ( 선언된 타입 )
decltype = declared type
선언된 타입이 무엇인지 알려주는 역할을 한다.
- auto : 값에 맞는 타입을 추론한다(참조나 const가 제거될 수 있다)
- decltype : 식이나 변수의 타입을 그대로 추출 (참조, const모두 보존)
int x = 10;
decltype(x) y = 20; // y는 int타입 선언
const int& ref = x;
decltype(ref) ref2 = y; // ref2는 const int& 타입으로 선언됨
....
int x = 5;
int& ref = x;
auto a = ref; // int (참조 제거됨)
decltype(ref) b = x; // int& 참조 유지됨3번과제
설계
- Inventory 클래스작성
- 템플릿 클래스로 작성
- 멤버 변수를 할당한다.
- T* pItems_
- int capacity_
- int size_
- 생성자
- 매개변수로 용량을 받고, 값을 전달하지 않으면 기본값 10으로 설정한다.
- 0이하의 값은 1로 보정
- new T[capacity_]로 힙에 할당
- 소멸자
- delete[] pItems_ 으로 메모리 해제
- 메모리 해제 후 포인터 nullptr로 초기화
- void AddItem(const T& item)
- size_가 capacity보다 작은경우 아이템 추가, size 1증가
- 인벤토리가 꽉차면 메시지 출력
- void RemoveLastItem()
- 실제 메모리를 지우지 않고, 아이템 개수를 나타내는 size_를 1감소 시킴
- 인벤토리 비어있으면 메시지 출력
- int GetSize() cosnt
- size_반환
- int GetCapacity() const
- capacity_ 반환
- void PrintAllItems() const
- for문 Index로 0 ~ size_-1 순회
- 각 객체의 PrintInfO()함수 호출
도전 기능 설계
- 복사 생성자 및 대입 함수 구현
- 인벤토리 복사/대입 시 깊은복사 구현
- Inventory(const Inventory& other); (복사생성자 구현)
- 객체 생성+초기화 시 호출
- void Assign(const Inventory& ohter); (대입 역할 함수 구현)
- 이미 존재하는 객체 값 덮어씌움
- AddItem 기능 확장
- 인벤토리 꽉찬상태로 호출 시 기존 capacity의 2배로 확장하고 새로운 아이템 추가
- Resize 멤버 함수 추가
- void Resize(int newCapacity) : 인벤토리의 capacity를 newCapacity로 변경
- SortItems 멤버 함수 추가
- void SortItmes() : 가격 오름차순으로 정렬
- 표준 라이브러리 sort함수 활용, 정렬기준 정의는 compareItemByPrice를 사용
