A Tour of C++ : 5장 필수적인 연산

.

.

책 읽으면서 정리한 메모

---

5. 필수적인 연산

소개 : 필수적인 연산, 변환, 멤버 초기화

복사와 이동 : 컨테이너 복사, 컨테이너 이동

자원 관리

관례적인 연산 : 비교, 컨테이너 연산, 입력과 출력 연산, 사용자 정의 리터럴, swap(), hash<>

​

5.1 소개

== 와 << 등의 연산은 관례적인 의미가 있다.

​

5.1.1 필수적인 연산

class X {

public:

X(Sometype); // “일반적인 생성자” : 객체 생성

X(); // 기본 생성자

X(const &X); // 복사 생성자

X(X&&); // 이동 생성자

X& operator=(const X&); // 복사 대입 : 대상을 정리하고 복사

X& operator=(X&&); // 이동 대입 : 대상을 정리하고 이동

~X(); // 소멸자 : 정리 작업

}

​

객체가 복사되거나 이동되는 경우

- 대입 연산의 원본

- 객체 초깃값

- 함수 인자

- 함수 반환값

- 예외

​

​

클래스가 클래스 멤버를 포함한다면 복사, 이동 연산자를 명시적으로 정의하는 것이 좋다. delete 할 무언가를 포인터가 가리킨다면 기본 멤버별 복사는 적합하지 않기 때문. 반대로 delete 하면 안 되는 것을 포인터가 가리키는 경우에도 코드에 명시해야한다. 5.2.1 절에 예제.

​

일반적으로는 필수적인 함수를 모두 정의하거나, 아무것도 명시적으로 정의하지 않는 것이 좋음.(모두 default 함수를 사용하게)

​

class Y {

public:

Y(Sometype);

Y(const Y&) = default; // 기본 복사 생성자

Y(Y&&) = default; // 기본 이동 생성자

}

​

=default 를 보완하는 용도로 =delete 를 이용하면 해당 연산이 생성되지 않음. 멤버별 복사가 적합하지 않은 예로 클래스 계층 구조의 기반 클래스.

​

class Shape {

public:

Shape(const Shape&) =delete;

Shape& operator=(const Shape&) =delete;

}

​

void copy(Shape& s1, const Shape& s2)

{

s1 = s2;

)

​

컴파일 에러. 필수 멤버 함수가 아니어도 =delete 를 쓸 수 있다.

​

5.1.2 변환

생성자의 인지가 하나뿐인 때, 변환 연산을 정의한다.

complex z1 = 3.14; // double 인자 생성자를 제공해서 초기화됨.

​

vector v1 = 7;

이것도 가능하지만, 의도하지 않은 것. 표준 vector 도 허용하지 않음. 명시적인 변환만 허용하게끔 할 수 있다.

​

class Vector {

explicit Vector(int s );

}

​

Vector v1(7); // 이건 허용. 명시적 생성자 호출.

Vector v2 = 7; // 이건 에러

​

즉, 특별한 이유가 없는 한, 인자가 하나인 생성자는 explicit 을 선언한다.

​

5.2 멤버 초깃값

간단한 구체 타입 객체면 단순히 멤버별 복사가 이루어지고, 적합한 경우도 있지만, Vector 처럼 정교한 클래스는 멤버 복사가 적합하지 않음.

​

5.2.1 컨테이너 복사

자원 핸들 역할 클래스, 포인터로 접근되는 객체 책임 객체는 곤란. 복사받은 Vector 가 제거될 때 요소들의 소멸자도 불릴 수 있기 때문에.

​

5.2.2 컨테이너 이동

복사하는 게 아니라 이동해야 한다.

class Vector {

Vector(const Vector& a);

Vector& operator=(const Vector& a );

Vector(Vector&& a); // 이동 생성자

Vector& operator=(Vector&& a ); // 이동 대입

}

​

r = x+y+z

​

&&는 rvalue 참조’ 즉 rvalue가 될 수 있는 객체의 참조를 말한다. lvalue 는 대입의 왼쪽에 올 수 있는 무언가를 말한다. rvalue는 대입의 원본이 되는 것. 예, 함수가 반환한 정수. Vector operator+() 의 지역변수 res 도 rvalue의 한 예.

​

이동 생성자가 const 인자를 받지 않는 건, 결국 인자의 값을 제거하기 때문. 이동 대입도 마찬가지. rvalue 참조를 초깃값으로 사용하거나 대입 연산의 오른쪽에 사용했을 때 이동 연산이 수행.

​

객체 초기화 시 컴파일러가 대부분의 복사를 방지. 생각만큼 이동 호출자가 자주 호출될 일은 없다.

​

5.3 자원관리

생성자, 복사 연산, 이동 연산, 소멸자를 정의함으로써 프로그래머는 객체의 자원 생애 주기를 완벽히 제어.

Vector, thread 같이 자원이 많으면 내장 포인터 쓰는 것보다 낫다. unique_ptr 을 비롯, ‘스마트 포인터’는 그 자체로 자원 핸들.

​

강력한 자원 안정성.자원 누수 방지. 가비지 컬렉터를 활용하지만, 명확하고 일반적, 지역화될 수 있는 자원 관리 방법이 더 이상 없을 때 고려하자.

​

메모리 이외의 자원이 비메모리 자원. 훌륜한 자원 관리 시스템은 모든 종류 자원을 관리할 수 있어야.

​

가비지 컬렉션을 고려하기 전에 자원 핸들을 체계적으로 사용해, 자원 소유자가 스코프 안에 존재하고, 스코프 끝날 때 해제하자. C++ 에선 이를 RAII(Resource acquisition is initialization). 이동 연산, 스마트 포인터로 스코프 사이에서 자원을 이동시킬 수 있다.

​

C++ 표준 라이브러리는 RAII 내장. 코드에서 잘 드러나지 않으면서도 자원 소유 시간을 줄일 수 있는 암죽적 자원 관리 가능.

​

5.4 관례적인 연산

관례적 연산자들은 관례를 따르게 해야 한다.

- 비교 : ==, !=, <, <=, >, >=

- 컨테이너 연산 : size(), begin(), end()

- 입력과 출력 연산 : >>, <<

- 사용자 정의 리터럴

- swap()

- 해시 함수 : hash<>

​

== 를 정의할 때는 != 도 정의. a != b 는 !(a==b) 를 의미해야.

마찬가지로 <를 정의할 때는 <=, >, >= 정의해야

​

5.4.2 컨테이너 연산

컨테이너 설계는 표준 라이브러리 스타일 따라야. 필수 연산을 포함한 자원 핸들로 구현하여 자원을 안전하게 관리할 수 있음.

탐색은 인덱스 대신 표준 알고리즘의 반복자(iterator)로 정의되는 시퀀스 개념 사용.

c.begin(), c.end() // end() 는 마지막 요소 다음을 가리킴.

​

for (auto& x : c) // 암묵적으로 .begin(), .end() 를 사용.

x = 0;

​

5.4.3 입력과 출력 연산

정수 쌍에 대해서는 <<, >> 가 시프트. iosteams 에선 출력/입력 의미.

​

5.4.4 사용자 정의 리터럴

User-Defined Literal

Literal Operators 를 이용해서 정의 가능.

​

표준 라이브러리의 리터럴 접미사

chrono_literals h,min,s,ms,us,ns

string_literals s

string_literals sv

complex_literals i,il,if

​

“Surprise!”s -> std::string

123s -> second

12.7i -> imaginary. 12.7i+47 = complex. (47,12.7)

​

5.4.5 swap()

두 객체의 값을 뒤바꾸는 swap() 함수. 굉장히 빠르고 예외를 던지지 않는다고 가정. tmp=a, a=b, b=tmp 로 정의.

​

5.4.6 hash<>

표준 라이브러리 unordered_map<K,V> 해시테이블.

​

5.6 조언

[3] 필수 연산자를 정의할 거면 모두 하거나, 아무것도 하지 않거나.

[5] 포인터 멤버 포함하는 클래스는 사용자 정의 혹은 제거된 소멸자와 복사, 이동이 필요.

[7] 인자가 하나인 생성자는 기본적으로 explicit으로 선언.

[9] 기본 복사가 적합하지 않은 클래스는 재정의하거나 막아라. (=delete)

[11] 큰 연산 항에는 const 참조를 인자 타입으로 사용

[14] 연산자를 오버로드해 관례적인 사용법을 흉내 내자.

.

.

.