The C++ Programming Language 2 장워밍업 : C++ 둘러보기 2.1 C++ 이란무엇인가? 모든용도에쓸수있으며시스템프로그래밍에강한프로그래밍언어 C++ 의기본성격 C를기본으로발전시킨언어 데이터추상화를지원 객체지향프로그래밍을지원 일반화프로그래밍을지원

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1 The C++ Programming Language 2 장워밍업 : C++ 둘러보기 2.1 C++ 이란무엇인가? 모든용도에쓸수있으며시스템프로그래밍에강한프로그래밍언어 C++ 의기본성격 C를기본으로발전시킨언어 데이터추상화를지원 객체지향프로그래밍을지원 일반화프로그래밍을지원 2.2 C++ 는프로그래밍패러다임이한두개가아니다 객채지향프로그래밍은 ' 훌륭한 ' 프로그램을짜게해주는패러다임 (paradigm) 중하나이다. 어떤프로그래밍언어가어떤프로그래밍스타일을지원한다고말할수있으려면그스타일을편하게 ( 쉽고, 안전하고, 효율적으로 ) 쓸수있도록하는언어적장치가뒷받침되어야한다. 프로그래밍스타일을지원하기위한조건 모든기능은깔끔하고세련되게언어에녹아있어야함. 별도의기능이필요할것같은문제에도기존의기능들을조합해서해결할수있어야함. 이름만번지르르하고특수한용도로마련된기능은최대한적어야함. 기능의구현은그기능을쓰지않은프로그램엔큰오버헤드를주지않도록해야함. 언어에서제공되는기능중확실한몇개만알아도프로그램을작성할수있어야함. C++ 의프로그래밍스타일절차적프로그래밍 - 객체지향프로그래밍 - 일반화프로그래밍

2 2.3 절차적프로그래밍 절차적프로그래밍의패러다임 - 문제해결에적합한처리절차를정하고찾을수있는최선의알고리즘을구사한다. 대게함수에인자를전달하고함수로부터값을반환하는메커니즘이제공되는것이보통이다. 다음은제곱근을계산하는함수이다. #include <iostream.h> double square_root(double num) //square_root함수에 double값을넣으면제곱근이 double값으로반환된다. // 제곱근계산을위한코드 void main() double number; // 제곱근을구하기위한 double변수 cout<<" Enter the number : "; cin>>number; // 제곱근을구하고자하는값을입력. cout<<"\n"<<square_root(number); // 함수에값을넣어반환한다 변수의산술연산 모든이름과표현식에는어떤연산이수행될지정해주는타입이란것이붙는다. C++ 의다양한타입들중몇가지타입 크기 사용법 bool 불 (Boolean) 1 byte True, false char 문자 (character) 1 byte 'k', 'h', 'j', '4' int 정수 (integer) 2 or 4 bytes 1, 342, 6342 double 배정밀도부동소수점실수 8 bytes 3.14, * 컴퓨터나컴파일러에따라크기가다를수있음

3 이런타입들에대해계산을처리할때다음과같은산술연산자와비교연산자가사용된다. 산술연산자 비교연산자 + 덧셈 == 같은가? - 뺄셈!= 다른가? * 곱셈 < 작은가 / 나눗셈 > 큰가? % 나머지 <= 작거나같은가? >= 크거나같은가 대입연산과산술연산을기본제공타입을가지고수행할경우에는, 다른타입을쓰더라고자유롭게섞어쓸수있도록적절한타입변환이내부적으로이루어진다. 다음은타입변환이이루어지는예제이다. #include <iostream.h> void main () double a = 2.2; //a는 double형으로소수점까지표시가능 int b = 7; //b는 int형 cout<<"a : "<<a; cout<<"\nb : "<<b; cout<<"\n\n\n"; //a의초기값 //b의초기값 a = a + b; //a 에 a와 b를더한값을넣는다.(2.2+7) cout<<"\nafter a = a + b :"; cout<<"\na : "<<a; //a 는 9.2가되어있음 cout<<"\nb : "<<b; //b 는 7 cout<<"\n\n\n"; b = a * b; //b 에 a와 b를곱한값을넣는다.(9.2 * 7) cout<<"\nafter b = a * b :"; cout<<"\na : "<<a; //a 는 9.2 cout<<"\nb : "<<b; //b 는 64.4가되어야하지만 int타입이므로타입변환이이루어져 64가출력된다. b의 int 타입에맞게변환되었다.

4 2.3.2 조건검사및루프 C++ 에서는분기 (selection) 와루프처리 (looping) 를나타낼수있는구문들이있다. 다음은간단한입력을받아그응답을나타내는불 (bool) 값을표시하는예제이다. #include <iostream.h> bool accept( ) char answer = 0; // 문자변수 cout<<"do you want to stop (y or n)?\n"; cin>>answer; // 대답을읽는다. // 질문출력 if(answer == 'y') return true; //'y' 이면 1 (true) 을반환 return false; //'y' 가아니면 0 (false) 을반환 void main( ) bool true_false = accept(); //bool변수에 accept 함수값을저장 cout<<true_false; //true, false에따라 1, 0 을출력 위의예제에서 accept 함수를 n을받아들였을경우까지고려하면조금더짜임새있게된다. bool accept2() char answer =0; cout<<"do you want to stop (y or n)?\n"; cin>>answer; switch(answer) case 'y': return true; //'y' 이면 1 (true) 을반환 case 'n': return false; //'n' 이면 0 (false) 을반환 default: cout<<"i'll take that for a no.\n"; return false; //'y'. 'n' 둘다아닐때는메시지와함께 0 (false) 을반환

5 위예제의 switch문은상수의집합에대해어떤값을검사하는조건문이다. 'case 상수 ' 는서로겹치지않아야하고검사하는갑이어떤상수에도해당하지않으면 default쪽으로처리흐름이오게된다. 위예제에루프를적용한다면사용자가몇번의시도를할수록고칠수있다. bool accept3( ) int tries = 1; // 시도횟수카운트를위한변수 while (tries<4) //tries 값이 4보다작을때아래를처리 cout<<"do you want to stop (y or n)?\n"; char answer = 0; cin >> answer; switch(answer) case 'y': return true; //'y' 일때 true값을반환하고나온다. case 'n': return false; //'n' 일때 false값을반환하고나온다. default: cout<<"sorry, only 'y' or 'n'\n"; //'y', 'n' 둘다아닐때보내는메세지 tries = tries++; //tries변수에 1을더한다음다시처음으로돌아간다. cout<<"i'll take that for a no.\n"; return false; //1~3까지 3번이반복되어 tries변수가 4가되면 while문을빠져나와메시지를보낸후 false를반환한다. 위예제에서 while 문은조건이거짓 (false) 이될때까지실행하게만드는구문이다 포인터와배열 배열의선언 char k[4]; // 문자 4개의배열 - char타입 4개가선언되었다. ( k[0], k[1], k[2], k[3] ) 포인터의선언 char *p; // 문자를가리키는포인터

6 - char 타입의객체가저장된메모리주소를가진다. p = &k[2]; // p는 k의 3번째원소를가리키는포인터 - 단항연산자인 & 은주소 ( address-of ) 연산자이다. 아래는한배열에서다른배열로 4 개의원소를복사하는예제이다. #include <iostream.h> void main( ) int k1[4] = 1,2,3,4; int k2[4] = 0,0,0,0; int i; // 복사할변수선언과함께데이터입력 // 복사받을변수선언과함께 0으로초기화 cout <<"Before copy "; for (i = 0; i<3; i++) // 복사하기전의배열을보여주는 for문 cout<<"\n\nk1["<<i<<"] : "<<k1[i]; cout<<"\nk2["<<i<<"] : "<<k2[i]; for (i=0; i<4; i++) k2[i] = k1[i]; //k1 배열을 k2 배열로복사하는 for 문 cout <<"\n\n\nafter copy "; for (i = 0; i<3; i++) // 복사한후의배열을보여주는 for문 cout<<"\n\nk1["<<i<<"] : "<<k1[i]; cout<<"\nk2["<<i<<"] : "<<k2[i]; 위예제에쓰인 for문은 i를 0으로설정하고이값이 4보다작은동안 i번째의원소를복사하고 i 를증가시킨다 2.4 모듈화프로그래밍 문제해결에사용하는데이터를만들어두면, 그데이터를조작하는프로시저가자연스럽게하나둘생기게되는데이것들이모인것을가리켜모듈 (module) 이라한다.

7 모듈화프로그래밍의패러다임 - 문제해결에적합한모듈을정한다. - 프로그램을쪼개어데이터가모듈속에숨겨지도록한다. 이런패러다임을가리켜데이터은닉원칙 (data-hiding principle) 이라고도한다. 모듈화프로그래밍을잘보여주는대표적인예로스택이있는데, 스택의구현은다음과같이이루어지는것이보통이다. 1. 스택조작을위한사용자 ( 프로그래밍 ) 인터페이스를제공한다 [push, pop] 2. 스택을나타내는데이터 ( 배열로나타낼수도있다 ) 는 1. 에서제공한인터페이스로만접근 (access) 할수있도록한다. 3. 반드시사용전에스택의초기화가이루어지도록한다. 다음은 namespace를이용하여 Stack이란이름의모듈에대한사용자인터페이스를선언한결과와이인터페이스의사용예제이다. namespace stack // 인터페이스 ( 모듈선언부 ) void push(char); char pop( ); void main( ) stack::push('c'); if(stack::pop( )!= 'c') error("impossible"); stack:: 이란한정표시 (qualification) 은그뒤의 push( ) 와 pop( ) 이 stack namespace의것이라는뜻이다. 이로써똑같은 push( ) 나 pop( ) 을쓰더라도이름혼동이일어나지않는다 stack 모듈의정의 ( 구현 ) 코드는 ( 선언부와 ) 별도로컴파일된파일에서받아올수있다. namespace stack const int max_size = 200; char v[max_size]; int top = 0; void push(char c) /* overflow를점검하고 c를 push한다.*/ char pop( ) /* underflow를점검하고 pop한다. */

8 이모듈에서사용자코드가데이터표현부와분리되어있음에주목하자. 이는 stack::push( ) 와 stack pop::( ) 이있기때문에가능하다. C++ 의 namespace 에는어떤선언이든넣을수있다. 이모듈은스택을나타내는수단중하나일뿐이다 분할컴파일 여러개의하위구성요소를모아서하나의프로그램을만들때분할컴파일 (separate compilation) 을사용한다. 모듈인터페이스를지정하는선언부는 ' 이것은인터페이스 ' 라는것을잘알려주는이름을가진파일에넣어둔다. namespace stack // 인터페이스 void push(char); char pop( ); 스택을조작하는함수를선언해둔인터페이스를 stack.h라는헤더파일 (header file) 에넣는다. 사용자는이파일을 include 해서사용자코드로가져온다. #include "stack.h" // 인터페이스를가져온다. void main( ) stack::push('c'); if(stack::pop( )!= 'c') error("impossible"); 일관성을유지할수있도록, stack 모듈의구현부를가지고있는파일쪽에서도인터페이스를 include한다. #include "stack.h" // 인터페이스를가져온다. namespace stack // 스택의데이터표현 const int max_size = 200; char v[max_size];

9 int top = 0; void push(char c) /* overflow를점검하고 c를 push한다.*/ char pop( ) /* underflow를점검하고 pop한다. */ 이모듈을사용하는코드는제 3의파일에둔다. stack.h안에만들어놓은인터페이스정보를여러군데서끌어오고있지만, 그렇다고해서파일들사이에어떤종속관계가있는것은전혀아니다. stack.h를불러오는모든파일을각각따로컴파일된다. 프로그램을잘작성하려면 I. 모듈화의정도를극대화한다. II. 언어에서제공되는특징을반영하여모듈관계를논리적으로표현한다. III. 효과적인분할컴파일을위해모듈들을별도의파일에분산시켜구성한다 예외처리 모듈의집합으로설계되어있는프로그램에서는오류처리도모듈중심으로해주어야한다. stack 모듈을예를들어 stack을초과하는문자를 push( ) 할때어떻게대처해야할까? 해결책은 Stack모듈개발자쪽에서 overflow가나는경우를찾아사용자에게알려주는것이다. namespace stack // 인터페이스 void push(char); char pop( ); class overflow ; //overflow 라는예외상황을나타내는타입 stack::push( ) 는오버플로가발생했다판단되면적절한예외처리코드를호출한다. void stack::push(char c) if ( top == max_size ) throw overflow( ); // c를 push한다. throw는 stack::overflow 타입을가진예외를처리하는블록으로제어권을넘긴다. 이블록은 stack::push( ) 를직간접적으로호출한함수어딘가에있어야한다. 이 ' 제어권넘기기 ' 를위해 C++ 환경은호출부의문맥을제대로찾아갈수있도록호출스택에대한풀기동작을적절히수행한다. 쉽게말해여러군데에 return을하는것과마찬가지이다.

10 void main( ) //.. try // 여기서일어난예외의처리는아래에정의된처리자가맡는다. while(true) stack::push('c'); catch (stack::overflow) // 스택 overflow에대해적절한조치를취한다. //... 이코드에서 while 루프는무한정돌게된다. 따라서 stack::overflow에대한처리자가있는 catch 절은스택이넘쳐서 stack::push( ) 에서 throw가실행된후에야움직인다. 예외처리메커니즘은오류처리코드를좀더조직적이고읽기좋게하기위해마련된것이다. 2.5 데이터추상화 규모가큰프로그램중에제대로된것은모두 ' 모듈화가잘되었다 ' 라는특징을기본적으로가지고있다. 모듈을통해사용자정의타입의 ' 모양새 ' 를제공하는방법과, 이방법을썼을때생기는문제를해결하기위해사용자정의타입을직접정의하는방법을알아보자 모듈로타입을정의하는방법 모듈방식으로프로그래밍을하다보면, 한가지타입을가진데이터는모두타입관리자모듈 (type manager module) 같은것을써서모아두는경우가생길수밖에없게된다. 앞에서본 stack 모듈을여러개쓰고싶은경우, 필요한인터페이스가달린스택관리자를정의해서쓰는것이다. namespace stack struct Rep; // 스택데이터를나타내는 Rep. 이것의정의는어디에있을것이다. typedef Rep& stack; stack create( ); // 스택하나를새로만든다. void destroy(stack s); //s를삭제한다.

11 void push(stack s, char c); //c 를 s 에 push 한다. char pop(stack s); //s 를 pop 한다. 선언문 struct Rep; 에서 Rep은타입이름에해당하지만, 타입자체는나중에정의되도록내버려둔상태이다. 두번째로나온선언문 typedef Rep & stack; 은 'Rep에대한참조자 (reference)' 에 stack이란이름을붙인다. 이 stack::stack은기본제공타입의변수와똑같이쓸수있다. struct Bad_pop ; void f( ) stack::stack s1 = stack::create( ); // 스택하나를새로만든다. stack::stack s2 = stack::create( ); // 스택을하나더만든다. stack::push(s1,'c'); stack::push(s2,'k'); if (stack::pop(s1)!= 'c') throw Bad_pop( ); if (stack::pop(s2)!= 'k') throw Bad_pop( ); stack::destroy(s1); stack::destroy(s2); Stack의인터페이스를구현하는방법은여러가지가있을수있겠지만, 어떤방법을쓰든사용자는신경쓰지않아도된다. 구현방법의한가지예 : 스택몇개를미리만들어할당해놓고, stack::create( ) 는미사용스택에대한참조자를끄집어내는일만하게한다. stack::destroy( ) 는사용되는것들은다시 ' 미사용 ' 이라고표시해두어, 나중에 stack::create( ) 가재사용할수있도록하는것이다. namespace stack // 실제스택데이터의표현부 const int max_size = 200; struct Rep char v [max_size]; int top; ; const int max = 16; Rep stacks[max];

12 bool used[max]; typedef Rep& stack; void stack::push(stack s, char c) /* 오버플로를점검하고 c 를 push 한다. */ char stack::pop(stack s) /* s 가언더플로가났는지점검하고 pop 한다. */ stack::stack stack::create( ) // 미사용중인 Rep을꺼내고이것을 ' 사용중 ' 이라고표시한후, 초기화하고참조자를반환한다. void stack::destroy(stack s) /* s를 " 미사용 " 상태로바꾼다. */ 지금까지의코드를보면, 스택을표현하는타입이인터페이스함수들로둘러싸인형태이다. 이렇게에둘러만들어진 ' 스택타입 ' 의동작방식을좌우하는요인은여러가지로서, 조금씩달라진다. 그러나이방법은이상적인설계에서약간어긋나있다. 유사타입을사용하는방법이실제데이터의내부사항에따라판이하게달라질수있고, 사용자는이로인해혼란스러워한다 사용자정의타입 이문제에대한해결책으로 C++ 에서는기본제공타입과똑같은동작방식을가지는타입을사용자가직접정의할수있도록하였다. 이런타입을가리켜추상데이터타입 (abstract data type) 이라고들한다. 사용자정의타입을사용한프로그래밍의이론적인틀 문제해결에필요한타임들을정한다. 각타입에대해동작연산을완벽하게제공한다. 사용자정의타입의예는유리수나복소수따위를나타내는산술타입이대표적이다. 다음예제를보자. class complex double re, im; public: complex(double r, double i) re=r; im=i; // 두개의스칼라로부터복소수를만든다 complex(double r) re=r; im=0; // 하나의스칼라로부터복소수를만든다. complex( ) re = im = 0;

13 friend complex operator + (complex, complex); friend complex operator - (complex, complex); friend complex operator - (complex, complex); friend complex operator * (complex, complex); friend complex operator / (complex, complex); // 이항연산 // 단항연산 ; friend complex operator == (complex, complex); // 같음비교 friend complex operator!= (complex, complex); // 다름비교 //... complex란이름의클래스 ( 사용자정의타입 ) 는복소수데이터의표현부와조작에필요한연산들을모두가지고있다. 여기서데이터표현부는외부에가려져있다. (re와 im) 이두데이터는 complex 클래스의선언부에서지정된함수들만접근할수있다. 이들 ' 지정된 ' 함수는다음과같이정의될수있다. complex operator + ( complex a1, complex a2) return complex (a1.re + a2.re, a1.im + a2.im); 클래스와똑같은이름을가진멤버함수를볼수있는데, 이것을생성자 (constructor) 라고한다. complex 클래스에정의된생성자는 double하나를받아 complex객체를초기화하는것, double 두개를받아초기화하는것, 그리고기본값으로초기화하는것, 이렇게세가지이다. complex 클래스의사용법은다음과같다. void f(complex z) complex a = 2.3; complex b = 1/a; complex c = a+b*complex(1,2.3) //... if (c!= b) c = -(b/a) + 2*b; C++ 컴파일러는 complex 타입의복소수를피연사자로사용하는연산자를읽어, 그클래스에서정의된함수호출코드로바꾸어준다.

14 2.5.3 구체타입 앞서보았던 stack 타입이 complex 타입처럼만들어졌다고생각해보자. 약간쓸만하게다듬으려면스택내부의원소개수를인자로받아들이도록다음과같이정의할수있을것이다. class stack char*v; int top; int max_size; public: class underflow ; class overflow ; class bad_size ; // 예외로사용하기위함 // 예외로사용하기위함 // 예외로사용하기위함 stack(int s); stack( ); // 생성자 // 소멸자 ; void push(char c); char pop( ); ' 생성자 ' 라는이름이붙은 stack(int) 는이클래스의객체가메모리에만들어질때마다호출되는함수이다. 이함수가맡은일은객체의초기화이다. 이클래스의객체가유호범위를벗어날경우에끝마무리작업이필요하다면소멸자 (destructor) 라는함수를준비해두면된다. stack::stack(int s) // 생성자 top = 0; if (s <s) throw bad_size( ); // ' ' 의뜻은 ' 또는 ' 이다. max_size = s; v = new char[s]; // 자유저장공간에원소할당 stack::~stack( ) // 소멸자 delete[ ] v; // 공간을다시쓸수있도록할당한원소를해제한다. 여기서생성자가할일을새로생성된 stack 변수를초기화하는것이다. 사용자는기본제공타입의변수를대하듯이 stack 객체를만들어쓰면되는것이다.

15 stack s_varl(10); //10 개의원소를가진전역스택 void f(stack& s_ref; inti) //stack 객체에대한참조자 stack s_var2(i); // i 개의원소를가진지역스펙 stack* s_ptr = new stack(20); // 자유저장공간에할당된 stack객체포인터 s_var1.push('a'); s_var2.push('b'); s_ref:push('c'); s_ptr -> push('d'); //... // 변수를통해접근하는방법 // 참조자를통해접근하는방법 // 포인터를통해접근하는방법 이 stack 타입은이제동작방식이 int나 char 등의기본제공타입과똑같아졌다. 앞에서본 complex와여기서본 stack과같은타입을가리켜구체타입 (concrete type) 이라고한다. 추상타입 (abstract type) 과반대되는의미인데, 이추상타입은인터페이스밖에없기때문에사용자코드가구현코드로부터더분리된다 추상타입 stack 이란타입을나타내는문제를모듈형태의 ' 유사타입 ' 에서진짜타입으로옮기면좋은점도있지만안타깝게도한가지성질을잃게된다. 바로데이터표현부가사용자인터페이스와떨어지지않은상태로남는다는점이다. 사용하는타입이자주바뀌지않는다든지지역변수를사용해서깔끔하고효율적으로작업할수있는경우에는구체타입이이상적일때가많다. 하지만스택을사용하는프로그래머와스택구현부와의관계를완전히끊어버려야할때도있는데, 이경우에는 stack 클래스로도어림없다. 해결책은단하나, 인터페이스와데이터표현부를떼어놓고지역변수를포기하는것이다. 우선, 인터페이스를이렇게정의한다. class stack public: class underflow ; class overflow ; ; virtual void ush(char c) = 0; virtual char pop( ) = 0;

16 virtual 이란키워드가붙은함수는이클래스로부터파생된클래스에서나중에재정의될수있다는것을의미한다. 정리하면, 이 stack은 push( ) 와 pop( ) 함수를 ' 구현 ' 하게될미지의클래스에게인터페이스, 즉틀만을제공하는것이다. 이 stack은어떻게사용될까? 다음을보자. void f(stack& s_ref) s_ref.push('c'); if(s_ref:pop( )!= 'c') trow bad_pop( ); f( ) 는실제구현부를전혀모르고도 stack 인터페이스를사용하고있다. 이렇게다른클래스가쓸수있는인터페이스를제공하는클래스를가리켜다형성타입 (polymorphic type) 이라고한다. stack이인터페이스가됐으므로, stack이구체타입이었을때가지고있던것들을전부떼어내면구현부를구성할수있을것이다 가상함수 f( ) 에들어있는 s_ref:pop( ) 은어떻게해당클래스의함수정의부로정확히해석 (resolve) 되는것일까? h( ) 에서호출되는 f( ) 에서는 list_stack::pop( ) 이호출되어야하고 g( ) 에서 f( ) 가호출되는경우에는 array_stack::pop( ) 이호출되어야한다. 적절한함수정의를찾아내려면, 런타임에호출될함수를가리키는정보가 stack객체어딘가에들어있어야한다. 이매커니즘은일반적으로컴파일러쪽에서 virtual 키워드가붙은함수의이름을함수포인터테이블의색인번호로바꾸는식으로만들어져있다. 이테이블을가리켜가상함수테이블 (virtual function table) 이라고하며, 짧게 vtbl이라고한다. 2.6 객체지향프로그래밍 사용자정의타입만썼을때생기는문제그리고이문제를뛰어넘는해결책인클래스계통이란것을살펴보자 구체타입의결정적약점 구체타입은일단한번만들어지고나면외부에서통할수있는길이극히한정되어있다. 예를들어그래픽시스템에사용하려고 shape란타입을하나정의한다고가정해보자. 그리고다음과같은타입도있다고가정하자. class Point/*...*/;

17 class Color/*...*/; 도형 (shape) 을나타내는타입을정의해보자 enum kind circle, triangle, square; class shape kind k; point center; color col; //... // 나열자타입 // 도형타입필드 public: void draw( ); void rotate(int); //... ; ' 도형타입필드 ' 란이름이붙은 k라는변수가있어야하는이유는 draw( ) 와 rotate( ) 에서자신이처리하는도형이어떤것인지를구분할수있어야하기때문이다 클래스계통 문제의핵심은, 도형마다가지고있는일반적인성질과그도형만의고유한성질이명확하게갈라지지않았다는데있다. 이차이를언어로나타내고이용하는것이바로객체지향프로그래밍이다. 일반성과특수성의구분을이루어내는답은바로상속메커니즘이다. 우선도형마다공통적으로가진성질을정의하는클래스를만든다. class Shape point center; color col; //... public: point where( ) return center; void move(point to) center = to; /*...*/ draw( ); virtual void draw( ) = 0; virtual void rotate(int angle) = 0; //... ; 호출인터페이스는정의할수있지만구현코드는바로제공하지않아도되는함수를가상함수

18 로선언된다. (draw( ), rotate( ) ) 이렇게클래스를정의해두었으면도형에대한포인터를담은벡터를조작하는일반함수를만들어서일괄적으로처리할수있다 void rotate-all(vetor<shape*>& v, int angle) //v의원소가되는각도형을 angle도만큼회전 for (int i = 0; i<v.size(); ++i) v[i] -> rotate(angle); 이제특정한도형을정의한다. ' 이것은도형이다 ' 라고알려줌과동시에개별적인성질을지정해주는것이다. class circle : public shape int radious; public: void draw( ) /*...*/ void rotate(int) // 아무것도안하는함수 ; 파생클래스는기본클래스가가진모든것을물려받기때문에, 이런클래스의관계를이용하는것을상속이라고한다. 객체지향프로그래밍의이론적틀은다음과같다. 문제해결에필요한클래스가무엇인지정한다. 클래스에대해모든함수집합을만들어준다. 클래스사이의공통적인부분을상속관계를써서드러낸다. 2.7 일반화프로그래밍 일반화프로그램의이론적인틀은다음과같다. 문제해결에필요한알고리즘을정한다. 이들알고리즘이여러가지의타입과자료구조에대해동작할수있도록알고리즘을매개변수화한다 컨테이너 C++ 에서는앞에서만들던 ' 문자만담는스택 ' 타입을 ' 어느것이든담는스택 ' 타입으로바꿀수있는방법이있는데, 타입을템플릿 (template) 으로만들고 char라는특정한타입을탬플릿매개변수로바꾸는것이다.

19 template <class T> class stack T*v; int max_size; int top; public: class underflow ; class overflow ; stack(int s); ~stack( ); // 생성자 // 소멸자 ; void push(t); T pop( ); 클래스이름의앞에붙은 template<class T> 라는접두사가바로 T를이타입의매개변수로만들어주는부분이다. 멤버함수의코드정의는이전의것과크게다르지않으나 T를고려해서이루어진다. template<class T> void stack<t>:: push(t c) if (top == max_size) throw overflow( ); v[top] = c; top = top + 1; template<class T>T stack<t>:: pop( ) if ( top == 0 ) throw underflow( ); top = top -1; return v[top]; 이렇게만든스택 ( 템플릿 ) 은다음과같이사용한다. stack<shar>sc(200); //200개의문자를담는스택 stack<complex>scplx(30); //30개의복소수를담는스택 stack<list<int> > sli(45); //45개의정수리스트를담는스택 void f( ) sc.push('c');

20 if(sc.pop( )!= 'c') throw bad_pop( ); scplx.push(complex)(1.2)); if (scplx.pop( )!= complex(1,2)) throw bad_pop( ); 여기서보인스택처럼리스트, 벡터, 맵같은것들도템플릿으로정의할수있다. 이렇게어떤타입의원소를모아서담을수있는클래스를가리켜컨테이너클래스라고한다. 편하게컨테이너 (container) 라고불러주기바란다 일반화알고리즘 C++ 표준라이브러리에는위에서이야기한컨테이너라고불리는것들이들어있으며, 없는컨테이너는직접만들수있다. 컨테이너가정확히어떻게생겼는지몰라도그컨테이너를조작할수있는일반화된방법을찾아야한다. 여기에는여러가지방법이있을수있겠으나표준 C++ 라이브러리에서제공하는컨테이너와비수치형알고리즘에서취한방법은원소들이순서대로연결된시퀸스라는개념으로컨테이너를모델링하고이시퀸스를반복자라는것으로조작하게만드는것이었다. 하나의시퀸스엔반드시시작과끝이존재한다. 반복자는시퀸스안의우너소를가리키고자신이참조하는원소의다름것으로옮겨갈수있는연산을제공한다. 일반화프로그래밍에서시퀸스의끝은시퀸스의마지막원소의바로다음을가리키는반복자를뜻한다. 또한 ' 반복자가가리키는원소에접근하기 ' 와 ' 반복자를다음원소로옮기기 ' 같은기본적인연산에대한표준방식도이미정해져있다. 우리들이쉽게접근하고, 증가연산자인 ++ 를써서다음원소로옮겨가게한것이다. 그렇기때문에이런식의코딩이가능하다. template<class in, class out> void copy(in from, in too_far, out to) while (from!= too_far) *to = *from; // 반복자가지금참조하고있는원소를복사한다. ++to; // 대상이되는곳의반복자를증가시킨다. ++from; // 바탕이되는곳의반복자를증가시킨다. C++ 에서기본적으로제공되는배열과포인터타입은반복자연산에정확히맞아떨어지기때문에다음과같이작성할수있다. char vc1[200]; //200개문자를담는배열 char vc2[500]; //500개문자를담는배열 void f( )

21 copy(&vc10, &vc1[200], &vc2[0]); vc1의첫원소부터끝원소까지를 vc2에복사하는코드로, 대상위치는 vc2의처음부터시작한다.