객체지향프로그래밍II(김정준) 10주차 강의내용
일반화와 템플릿
- 제네릭(generic) or 일반화
- 함수나 클래스를 일반화시키고, 매개 변수 타입을 지정하여 틀에서 찍어 내듯이
- 함수나 클래스 코드를 생산하는 기법
- 템플릿
- 함수나 클래스를 일반화하는 C++ 도구
- template 키워드로 함수나 클래스 선언
◼ 변수나 매개 변수의 타입만 다르고, 코드 부분이 동일한 함수를 일반화시킴 - 제네릭 타입 - 일반화를 위한 데이터 타입
- 템플릿 함수보다 중복 함수가 우선 호출
- 구체화(specialization)
- 템플릿의 제네릭 타입에 구체적인 타입 지정
◼ 템플릿 함수로부터 구체화된 함수의 소스 코드 생성 - 같은 제네릭 타입에는 같은 타입의 매개변수만을 사용해야 함
- 템플릿의 제네릭 타입에 구체적인 타입 지정
template <class T> // 템플릿 선언
template <class T1, class T2> // T1과 T2는 다를 수 있음
template <typename T>
void myswap (T & a, T & b) { // 구체화
T tmp;
tmp = a;
a = b;
b = tmp;
}
- 템플릿의 장점
- 함수 코드의 재사용
◼ 높은 소프트웨어의 생산성과 유용성
- 함수 코드의 재사용
- 템플릿의 단점
- 포팅에 취약
◼ 컴파일러에 따라 지원하지 않을 수 있음 - 컴파일 오류 메시지 빈약, 디버깅에 많은 어려움
- 포팅에 취약
- 제네릭 프로그래밍
- generic programming
◼ 일반화 프로그래밍이라고도 부름
◼ 제네릭 함수나 제네릭 클래스를 활용하는 프로그래밍 기법
◼ C++에서 STL(Standard Template Library) 제공. 활용 - 보편화 추세
◼ Java, C# 등 많은 언어에서 활용
- generic programming
template <class T>
T add(T data [], int n) { // 제네릭타입 배열 data
...
}
제네릭 클래스
template <class T>
class MyStack { ... }; // 제네릭 클래스 선언
template <class T>
void MyStack<T>::push(T element) { ... } // 제네릭 클래스 구현
MyStack<int> iStack; // 제네릭 클래스 구체화(객체 생성)
C++ 표준 템플릿 라이브러리, STL
- STL(Standard Template Library)
- 표준 템플릿 라이브러리
◼ C++ 표준 라이브러리 중 하나 - 많은 제네릭 클래스와 제네릭 함수 포함
◼ 개발자는 이들을 이용하여 쉽게 응용 프로그램 작성
- 표준 템플릿 라이브러리
-
STL의 구성
- 컨테이너 – 템플릿 클래스
◼ 데이터를 담아두는 자료 구조를 표현한 클래스
◼ 리스트, 큐, 스택, 맵, 셋, 벡터 - iterator – 컨테이너 원소에 대한 포인터
◼ 컨테이너의 원소들을 순회하면서 접근하기 위해 만들어진 컨테이너 원소에 대한 포인터 - 알고리즘 – 템플릿 함수
◼ 컨테이너 원소에 대한 복사, 검색, 삭제, 정렬 등의 기능을 구현한 템플릿 함수
◼ 컨테이너의 멤버 함수 아님
- 컨테이너 – 템플릿 클래스
| 컨테이너 클래스 | 설명 | 헤더 파일 |
|---|---|---|
| vector | 가변 크기의 배열을 일반화한 클래스 | <vector> |
| deque | 앞뒤 모두 입력 가능한 큐 클래스 | <deque> |
| list | 빠른 삽입/삭제 가능한 리스트 클래스 | <list> |
| set | 정렬된 순서로 값을 저장하는 집합 클래스. 값은 유일 | <set> |
| map | (key, value) 쌍을 저장하는 맵 클래스 | <map> |
| stack | 스택을 일반화한 클래스 | <stack> |
| queue | 큐를 일반화한 클래스 | <queue> |
| iterator의 종류 | iterator에 ++ 연산 후 방향 | read/write |
|---|---|---|
| iterator | 다음 원소로 전진 | read/write |
| const_iterator | 다음 원소로 전진 | read |
| reverse_iterator | 지난 원소로 후진 | read/write |
| const_reverse_iterator | 지난 원소로 후진 | read |
| copy | merge | random | rotate |
| equal | min | remove | search |
| find | move | replace | sort |
| max | partition | reverse | swap |
- 헤더파일
- 컨테이너 클래스를 사용하기 위한 헤더 파일
◼ 해당 클래스가 선언된 헤더 파일 include
예) vector 클래스를 사용하려면 #include <vector>
list 클래스를 사용하려면 #include <list> - 알고리즘 함수를 사용하기 위한 헤더 파일
◼ 알고리즘 함수에 상관 없이 #include <algorithm>
- 컨테이너 클래스를 사용하기 위한 헤더 파일
- 이름 공간
- STL이 선언된 이름 공간은 std
- STL이 선언된 이름 공간은 std
vector 컨테이너
- 특징
- 가변 길이 배열을 구현한 제네릭 클래스
◼ 개발자가 벡터의 길이에 대한 고민할 필요 없음 - 원소의 저장, 삭제, 검색 등 다양한 멤버 함수 지원
- 벡터에 저장된 원소는 인덱스로 접근 가능
◼ 인덱스는 0부터 시작
- 가변 길이 배열을 구현한 제네릭 클래스
| 멤버와 연산자 함수 | 설명 |
|---|---|
| push_back(element) | 벡터의 마지막에 element 추가 |
| at(int index) | index 위치의 원소에 대한 참조 리턴 |
| begin() | 벡터의 첫 번째 원소에 대한 참조 리턴 |
| end() | 벡터의 끝(마지막 원소 다음)을 가리키는 참조 리턴 |
| empty() | 벡터가 비어 있으면 true 리턴 |
| erase(iterator it) | 벡터에서 it가 가리키는 원소 삭제. 삭제 후 자동으로 벡터 조절 |
| insert(iterator it, element) | 벡터 내 it 위치에 element 삽입 |
| size() | 벡터에 들어 있는 원소의 개수 리턴 |
| operator[]() | 지정된 원소에 대한 참조 리턴 |
| operator=() | 이 벡터를 다른 벡터에 치환(복사) |
- iterator 사용
- iterator란?
◼ 반복자라고도 부름 - 컨테이너의 원소를 가리키는 포인터
◼ iterator 변수 선언 - 구체적인 컨테이너를 지정하여 반복자 변수 생성
- iterator란?
vector<int>::iterator it;
it = v.begin();