TIL_016 (to_string, stoi, 템플릿, STL)

김펭귄·2025년 8월 19일
C++TIL

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  • 템플릿

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코드카타

to_string()

  • to_string은 문자열로 만들어 반환하지만 임시객체를 반환

  • 즉, 해당 함수가 있는 code가 끝나면 임시객체가 사라짐

  • 따라서 아래와 같이 사용할 경우 sv는 임시객체를 참조하고 있으므로 이 코드가 끝나면 이상한 값을 참조하게 됨

std::string_view sv {to_string("123")};
  • 그러므로 임시객체를 참조하지 말고 string으로 아예 객체를 생성해서 받아야 함
std::string s {to_string("123")};

stoi()

  • 그럼 문자열을 정수형으로 바꾸려면 stoi()를 쓰면 된다

  • atoi()의 경우 char*를 인자로 받기 때문에 string 자료형을 사용할 수 없어, 대신에 stoi()를 사용

int n {stoi("-12345")};

템플릿

템플릿 함수

  • int, double, class 등 자료형에 관계없이 일반적인 함수를 만들어 사용
using namespace std;

template <typename T>
T getMax(T a, T b) { return (a > b) ? a : b; }

template <typename T>		// 템플릿 함수 정의부마다 앞에 선언
void printArray(T arr[], int size) {	// 일반화 하고 싶은 곳만 T 써도 됨
    for (int i = 0; i < size; i++)
        cout << arr[i] << " ";
    cout << endl;
}

int main() {
    cout << getMax(10, 20) << endl;          // 정수 비교
    cout << getMax(3.5, 2.7) << endl;        // 실수 비교
    cout << getMax(string("apple"), string("banana")) << endl; // 문자열 비교
    
    int intArr[3] = {1, 2, 3};
    char charArr[4] = {'A', 'B', 'C', 'D'};

    printArray(intArr, 3);   // 정수 배열 출력
    printArray(charArr, 4);  // 문자 배열 출력
}
  • 템플릿 함수 내에서 변수의 자료형으로도 사용 가능
using namespace std;

template <typename T>
void swapValues(T &a, T &b) {
    T temp = a;		// 템플릿 자료형 사용
    a = b;
    b = temp;
}

int main() {
    int x = 10, y = 20;
    swapValues(x, y);	// x = 20, y = 10
    double p = 3.14, q = 2.71;
    swapValues(p, q);	// p = 2.71, q = 3.14
}
  • 템플릿으로 클래스를 받는 것도 가능함
class MyClass {
public:
    void hello() { std::cout << "Hello from MyClass\n"; }
};

template <typename T>
void printHello(T obj) {
    obj.hello();
}

int main() {
    MyClass myObj;
    printHello(myObj);  // 정상 동작
}

템플릿 클래스

  • 클래스 내에서도 템플릿을 이용하여 선언 가능
using namespace std;

template <typename T>
class Array {
    T data[100];	// 템플릿 사용. 다양한 자료형 배열 생성 가능
    int size;
public:
    Array() : size(0) {}

    void add(const T& element) {
        if(size < 100)
            data[size++] = element;
    }

    void remove() {
        if(size > 0)
            size--;
    }
};

int main() {
    Array<int> arr; 	// 정수형 배열 생성
    arr.add(10);
    arr.remove();
    
    Array<double> arr1;	// double형 배열로 생성
}

알아두기

  • 템플릿 클래스나 함수는 컴파일 타임에 특정 타입으로 인스턴스화되고, 이때 T의 크기를 알게 되어 메모리 크기를 계산하여 할당

  • 컴파일러는 소스 파일을 컴파일할 때 포함된 헤더 전체를 읽으므로, 템플릿 구현부(정의부)가 헤더에 있어야 읽고 다양한 타입에 대해 메모리 크기 계산과 코드 생성이 가능

STL

  • Standard Template Library(표준 템플릿 라이브러리)의 약자로 3가지로 이루어짐
    1. Container
    2. Algorithm
    3. Iterators

Container

  • 데이터를 담는 자료구조

  • 모든 컨테이너는 템플릿으로 구현되어 있으므로, 다양한 타입의 데이터를 저장할 수 있다

  • 모든 컨테이너는 메모리 관리를 내부적으로 하여 메모리 할당과 해제를 고려 안 해도 됨

Vector

  • 배열과 비슷한 Container

  • 삽입되는 원소 개수에 따라 내부 배열의 크기가 자동으로 조정

  • 인덱스 접근 가능

  • 배열처럼 삽입 / 삭제는 맨 뒤에 하는 게 좋다. 중간 삽입 / 삭제는 비효율적

  • 선언법

	# include <vector>		// vector 사용 위한 파일
    using namespace std;
    
	vector<int> vec1;					// 초기화 없이 선언
	vector<int> vec2(3, 5);				// 크기 3, 모든 원소를 5로 초기화
	vector<int> vec3 = { 5, 4, 2, 6 };	// 5, 4, 2, 6으로 초기화
	vector<int> vec4(vec3);				// vec3의 복사본을 새로운 메모리에 생성
	vec1 = vec3;						// 마찬가지로 vec3의 내용을 vec1에 복사
	vector<vector<int>> vec2D(3, vector<int>(4, 7)); // 3x4 행렬, 모든 원소가 7로 초기화
  • 관련함수
using namespace std;

vector<int> vec1;

// 마지막에 원소 삽입
vec1.push_back(10);
vec1.push_back(20);
vec1.push_back(30);

for (int num : vec1)	// 각 원소를 받는 반복문
	cout << num << " ";

vec1.pop_back();		// 마지막에 있는 원소 제거    

cout << vec1.size()		// 원소 개수 (2개)

// 반복자를 제거해주는 erase (비효율적)
vector<int> vec = {10, 20, 30, 40, 50};
vec.erase(vec.begin() + 1);	// 2번째 원소 제거 (10, 30, 40, 50)
vec.erase(vec.begin() + 1, vec.begin() + 3);	// 2~4 번째 요소 제거 (10, 50)

Map

  • Key를 사용하여 Value를 검색하는 기능을 제공하는 "연관 컨테이너"
    python의 Dictionary와 비슷

  • 키-값 쌍은 <Key, Value> 형태로 저장

  • 키값 기준 오름차순으로 자동으로 정렬(추가, 제거되어도 정렬 유지)

  • 키값의 중복은 안 됨

  • 사용법

#include <map>		// map 사용 위한 파일
using namespace std;

map<int, string> nameTable;	// key는 int로, value는 string으로
nameTable[100] = "Alice";
nameTable[102] = "Bob";
nameTable[101] = "Charlie";	// key 기준 오름차순 정렬(100, 101, 102)

for (const auto& pair : nameTable)
	// first로 key값을 받고, second로 value 받음
	cout << pair.first << ": " << pair.second << endl;	
    
map<int, string> myMap;
// insert로 pair 추가하기
myMap.insert(make_pair(1, "Apple"));	// make_pair로 pair만들어 insert로 추가
myMap.insert({2, "Cherry"});			// 중괄호로 pair 만들어 insert로 추가
  • 관련 함수
map<int, string> myMap = {	// 직접 초기화도 가능
    {1, "Apple"},
    {2, "Banana"},
    {3, "Cherry"}
};

int key = 2;
// find로 key값을 찾으면 iterator를 반환, 없다면 map.end()를 반환
auto it = myMap.find(key); 

if (it != myMap.end())
    cout << "Found! Key: " << it->first << ", Value: " << it->second << endl;
else 
    cout << "Key " << key << " not found!" << endl;
    
cout << myMap.size() << endl;	// 크기 3을 반환
cout << myMap.erase(3);			// 키값 3을 제거. 성공하면 1, 실패하면 0 반환
myMap.clear();					// 모든 pair 제거

Algorithm

Sort

  • sort(시작 주소, 마지막 주소, comp함수): 시작주소의 원소부터 마지막 주소의 원소를 제외한 그 앞에까지 오름차순으로 정렬. comp함수를 정의함으로써 원하는대로 정렬방법 설정 가능

  • comp함수: true를 반환하면 순서 유지, false 반환하면 순서 바꿈

bool comp(int a, int b) {return a < b;}
  • 배열
bool comp(int a, int b) {return a > b;}

int arr[] = {5, 2, 9, 1, 5, 6};
sort(arr, arr + 6);			// 오름차순 정렬
sort(arr, arr + 6, comp);	// 내림차순 정렬
  • 벡터
vector<int> vec = {5, 2, 9, 1, 5, 6};
sort(vec.begin(), vec.end());			// 오름차순 정렬
sort(vec.begin(), vec.end(), compare);	// 내림차순 정렬
  • class에도 사용 가능
class Person {
private:
    string name;
    int age;

public:
    Person(string name, int age) : name(name), age(age) {}
    string getName() const { return name; }
    int getAge() const { return age; }
};

// 나이 오름차순 → 이름 오름차순
bool compareByAgeAndName(const Person& a, const Person& b) {
    if (a.getAge() == b.getAge())
        return a.getName() < b.getName(); // 이름 오름차순
    return a.getAge() < b.getAge(); // 나이 오름차순
}

int main() {
    vector<Person> people = {
        Person("Alice", 30),
        Person("Bob", 25),
        Person("Charlie", 35),
        Person("Alice", 25)
    };
    sort(people.begin(), people.end(), compareByAgeAndName);
}
  • class 내에 비교함수가 있을 경우
    sort는 정적 함수나 함수 객체, 또는 람다를 기대하지만, 멤버 함수(비정적)는 인스턴스(this 포인터)가 필요하므로 불가능. 따라서 static을 붙여 정적 함수로 변경
class myClass 
{
public:
    void process(vector<int>& vec)  
    {
        sort(vec.begin(), vec.end(), comp); 
    }
    // static을 해줘야 함
    static bool comp(const int& a, const int& b) { return a > b; }
};

find

  • 컨테이너 내부에서 특정 원소를 찾아 해당 원소의 반복자를 반환하는 함수

  • find(first, last, 찾을 값)과 같이 사용

  • 마찬가지로 last 앞의 원소까지 찾으며 찾으면 해당 원소의 반복자를 반환, 못 찾으면 last 반복자를 반환

  • 벡터

vector<int> vec = {10, 20, 30, 40, 50};
auto it = find(vec.begin(), vec.end(), 30);		// 30 찾기
if (it != vec.end()) 	// 찾았으면
    cout << "값 30이 벡터에서 발견됨, 위치: " << (it - vec.begin()) << endl;
    // 해당 원소의 인덱스 값 출력 (2)
  • 배열
    int arr[] = {1, 2, 3, 4, 5};
    int size = sizeof(arr) / sizeof(arr[0]);
    auto it = find(arr, arr + size, 4);

    if (it != arr + size) {
        cout << "값 4가 배열에서 발견됨, 위치: " << (it - arr) << endl;
    } else {
        cout << "값 4가 배열에 없음" << endl;
    }
  • 문자열
    string str = "hello world";

    // 문자 'o' 찾기
    auto it = find(str.begin(), str.end(), 'o');

    if (it != str.end()) {
        cout << "문자 'o'가 문자열에서 발견됨, 위치: " << (it - str.begin()) << endl;
    } else {
        cout << "문자 'o'가 문자열에 없음" << endl;
    }
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