1. 연산자 오버로딩 (Operator Overloading)
반환타입 operator연산자 (매개변수)
{
// 로직
}- 기존의 연산자(
+,-,*,<<등)가 사용자 정의 자료형(클래스나 구조체)에 대해서도 동작할 수 있게 하는 방법
class Point
{
private:
int x, y;
public:
Point(int x = 0, int y = 0) : x(x), y(y) {}
// + 연산자 오버로딩
Point operator+(const Point& other)
{
return Point(this->x + other.x, this->y + other.y);
}
};
int main
{
Point A(1, 2);
Point B(4, 3);
Point C;
C = A + B; // A.operator+(B)가 호출되어 오버로딩한 함수를 사용
}- 이렇듯, 간단하면서도 직관적인 작업을 기존 연산자에 오버로딩하여 사용하는 방법
1.1. 주의사항
-
새로운 연산자(
@나**)를 만들 수는 없음 -
피연산자 개수 변경 불가:
+는 무조건 2개,!는 1개가 필요 -
연산자 우선순위 유지:
*가+보다 먼저 계산되는 규칙은 변하지 않음 -
오버로딩 불가능한 연산자
-
.(멤버 선택) -
.*(멤버 포인터 선택) -
::(범위 지정) -
? :(삼항 연산자) -
sizeof,typeid
-
-
단순하고 직관적인 기능에 맞게만 사용하기를 추천
1.2. 증감 연산자 (++ / --)
-
전위:
Point& operator++()
본인인 L-value를 반환해야하므로, 참조자로 반환 -
후위:
Point operator++(int)
괄호 안에 의미 없는 int를 넣어 구분해주고, R-value이므로 새 객체를 반환
1.3. ! 연산자
-
주로
if (!obj)와 같은 조건문에서 객체의 유효성을 검사하는 용도로 자주 사용 -
관습적으로 bool 타입을 반환
class Player
{
private:
string Name;
int Level;
public:
// 논리 NOT (!) 연산자 오버로딩
bool operator!() const
{
return Name.empty() ? true : false;
}
};
int main()
{
Player Character;
if (!Character)
{
// ...
}
}1.4. 대입 연산자 (=)
-
한 객체의 값을 다른 객체에 복사할 때 사용
-
특히 동적 할당을 사용하는 클래스에서 깊은 복사를 위해 자주 사용
Person& operator=(const Person& other) // 참조자를 반환
{
if (this != &other) // 자기 자신 대입 방지
{
this->name = other.name;
// ...
}
return *this;
}1.5. 비교 연산자 (== / != / < )
-
두 객체의 데이터가 같은지, 혹은 정렬을 위해 크기를 비교할 때 사용
-
STL 컨테이너(
set,map등)를 쓸 때<연산자 오버로딩이 자주 필요
bool operator==(const Point& other) const
{
return (x == other.x && y == other.y);
}1.6. 인덱스 ( [ ] )
-
객체를 배열처럼 다룰 수 있게 해줌
-
리스트나 행렬(Matrix) 클래스를 만들 때 내부 데이터에 접근하는 용도로 사용
-
두 가지 버젼으로 만들어줘야함
int& operator[](int index) // 참조자를 반환하는 버젼
{
return data[index];
}
int operator[](int index) const // 값만 반환하는 버젼
{
return data[index];
}- 이유는,
a[1] = 10처럼 사용할 수 있으므로 참조자를 반환하는 버젼이 필요하고,void foo(const Person& p)처럼const객체로 받았을 경우엔const함수만 사용가능하므로 값만 반환하는 버젼이 필요함
2. 입출력 연산자 (<< / >>)
-
지금까지의 연산자 오버로딩과는 조금 결이 다름
-
보통
p1 + p2를 하면p1.operator+(p2)가 호출됨. 즉, 왼쪽 객체가 주인공 -
그런데 출력을 할 때는
std::cout << p1;처러 사용. 즉,std::cout이 주인공 (cin도 마찬가지) -
그러나,
std::cout은 표준 라이브러리 클래스이므로 오버로딩하고자 수정할 순 없음 -
따라서, 클래스 외부에서 따로 함수를 만들어 주는 방식을 사용
2.1. 사용 방법
- 출력은
ostream, 입력은istream
#include <iostream>
class Point
{
private:
int x, y;
public:
Point(int x = 0, int y = 0) : x(x), y(y) {}
// 출력 연산자 선언 (cout)
friend std::ostream& operator<<(std::ostream& os, const Point& p);
// 입력 연산자 선언 (cin)
friend std::istream& operator>>(std::istream& is, Point& p);
};
// 출력 연산자 정의
std::ostream& operator<<(std::ostream& os, const Point& p)
{
os << "X: " << p.x << ", Y: " << p.y;
return os;
}
// 입력 연산자 정의
std::istream& operator>>(std::istream& is, Point& p)
{
is >> p.x >> p.y;
if (is.fail()) // 입력이 잘못되었다면?
{
p = Point(0, 0); // 예외 처리 가능
}
return is;
}
int main()
{
Point p;
std::cin >> p;
std::cout << "p : " << p << std::endl;
}-
먼저
friend키워드를 통해 클래스 외부에서 선언된 함수가Point의private변수에 접근 가능하도록 선언 -
함수 반환 타입은 참조자로 하여, 결과값으로 다시 입출력 가능하게 함 (연쇄 법칙)
-
출력은
const참조자로 매개변수를 받고, 입력은 수정해야하므로 그냥 참조자로 받음 -
cout/cin은 복사 불가능한 인스턴스라 참조자로 받아야함
2.2. 전역범위에 선언한 이유
-
주인공은
Point객체가 아니라,cout/cin이라 하였음 -
하지만 이 객체 안에 수정은 불가능
-
그러면 얘네 입장에선,
<<가 호출되었는데 피연산자Point를 받는 오버로딩된 함수가 없음 -
그래서 자동으로 범위를 밖으로 확장하여 맞는 함수를 찾음. ADL(Argument Dependent Lookup)
-
전역범위에 오버로딩된 함수가 있게 되어 이 함수가 호출되는 것
-
이는 다른 연산자 오버로딩도 동일하며, 객체 내에 오버로딩하는 경우와 외부에 오버로딩하는 경우가 나뉨
2.3. 객체 내부에 오버로딩하는 연산자
-
객체의 고유한 행위로, 전역 함수로 만들 수 없게 막아놓은 연산자들 (강제)
-
=(대입 연산자) -
[](배열 인덱스 연산자) -
()(함수 호출 연산자) -
->(멤버 접근 포인터 연산자)
-
-
객체의 상태를 직접 바꾸는 연산자들도 객체 내부에 하면 좋다 (추천)
-
복합 대입 연산자 (
+=,-=,*=) -
증감 연산자 (
++,--)
-
2.4. 전역 범위에 선언하는 연산자
-
교환법칙같은 대칭성이 필요할 때 (
Point + 3,3 + Point) -
근데, 교환법칙하려 했더니 왼쪽 피연산자가 내가 만든 클래스가 아닐 때 (
cout,int,double등) -
이럴 때 전역범위에 해주면 유연성이 생기게 된다
// 전역범위
Point operator*(double d, const Point& p)
{
return Point(p.x * d, p.y * d);
}
p2 = 3 * p1;-
산술 연산자 (
+,-,*,/) -
비교 연산자 (
==,!=,<,>) -
입출력 연산자 (
<<,>>)
2.5. 전역 범위 선언의 단점
-
전역에 선언했기에
friend를 사용하면서 캡슐화가 약해지고, 결합도가 높아짐 -
클래스 내부에도
friend함수 선언이 많아져 클래스 내용보다 친구 목록이 더 길어지는 상황 발생 가능 -
전역 범위에 함수를 너무 많이 만들면 관리가 힘들어짐
