C++ 개념 정리 : 상속, 문자열

표준 string 클래스

• 특징
  • 연산자 +, == 등이 오버로딩되어 있기 때문에 strcmp등의 함수 없이도 문자열 간의 비교, 붙이는 작업 등이 가능하다.
  • 문자열을 하나의 타입처럼 표현할 수 있게 해준다.

• 선언과 초기화

    string str1;              // 문자열의 선언
    str1 = "C++ Programming"; // 문자열의 초기화
    string str2 = "C++";      // 문자열의 선언과 동시에 초기화
  

클래스 상속 (class inheritance)

• 기존에 정의되어 있는 클래스의 모든 멤버 변수와 멤버 함수를 물려받아, 새로운 클래스를 작성하는 것
• 물려주는 클래스와 받는 클래스를 각각 기반 클래스(base class), 파생 클래스(derived class)라고 함.

• 파생 클래스 정의 방법

    class Derived : public Base
  

  

멤버 함수 오버라이딩(overriding)

• 개념
  • 상속받은 클래스에서 멤버 함수의 동작을 재정의하는 것
  • 함수의 원형은 기존 멤버 함수의 원형과 같아야 함.
• 방법
  1. 파생 클래스에서 직접 오버라이딩
  2. 가상 함수를 이용해 오버라이딩

protected 접근 제어자

• 개념
  • 상속받는 클래스에서는 접근 가능하도록 함.
  • 파생 클래스에 대해서는 public 멤버처럼 취급되며, 외부에서는 private 멤버처럼 취급됨.
• 접근 가능한 영역
  1. 이 멤버를 선언한 클래스의 멤버 함수
  2. 이 멤버를 선언한 클래스의 friend
  3. 이 멤버를 선언한 클래스에서 public 또는 protected 접근 제어로 파생된 클래스

“is a” vs “has a”

• is a
  • 개발자라는 클래스가 사람 클래스를 상속받는다면, 개발자 is a 사람이라고 할 수 있음.
    • 개발자는 사람의 모든 기능을 사용할 수 있기 때문.
  • 업캐스팅

    • 파생 클래스의 객체가 기반 클래스로 형변환 되는 것.

      

    • Derived is a Base 이므로 다음과 같이 대입할 수 있음.

        Base* p_c = &c;
      

    • 위와 같은 방식으로 Derived 객체를 Base로 형변환할 수는 없다.(다운 캐스팅)

        Derived* p_c = dyanmic_cast<Derived*>(p_p); // 오류 발생
      

    • 이 상태에서 오버라이딩한 함수 what을 호출하게 되면, Base의 what이 호출됨.

• has a
  • 자동차라는 클래스에 엔진이라는 멤버 변수가 있다면, 자동차 has a 엔진이라고 할 수 있음.

다중 상속(multiple inheritance)

• 개념
  • 두 개 이상의 클래스로부터 멤버를 상속받아 파생 클래스를 생성하는 것.
  • 상속하는 순서에 따라 생성자의 호출 순서가 달라짐.

• 사용 방법

    class 파생클래스이름 : 접근제어지시자 기초클래스이름, 접근제어지시자 기초클래스이름[, 접근제어지시자 기초클래스이름, ...]
    {
        // 파생 클래스 멤버 리스트
    }
  

• 주의 사항
  • 멤버 변수가 중복될 수 있다.

  • 다이아몬드 상속

    

Virtual 키워드

가상 함수(virtual function)

• 파생 클래스에서 재정의할 것으로 기대하는 멤버 함수.
• 선언 방법
  • virtual 키워드를 사용.

    virtual 멤버함수원형;
  

다형성(polymorphism)

• 동일한 이름의 함수가 서로 다르게 동작하는 것.
• polymorphism : 여러가지 형태

가상 소멸자 (virtual destructor)

• 필요성
  • 클래스를 상속할 때는 반드시 기반 클래스의 소멸자를 virtual로 선언해주어야 함.

• 이유

    Parent *p = new Child();
    delete p;
  

  • 위와 같이 Base 클래스 포인터가 Derived 클래스 객체를 가리킬 때, 해당 객체를 delete하여도 Base 클래스의 소멸자가 호출됨. 메모리 누수 발생 가능.

      $ ./a.out
      --- 평범한 Child 만들었을 때 ---
      Parent 생성자 호출
      Child 생성자 호출
      Child 소멸자 호출
      Parent 소멸자 호출
      --- Parent 포인터로 Child 가리켰을 때 ---
      Parent 생성자 호출
      Child 생성자 호출
      Parent 소멸자 호출
    

• 기반 클래스의 소멸자를 virtual로 선언해주면 다음과 같이 Child 소멸자가 정상적으로 호출됨.

     ./a.out
    --- 평범한 Child 만들었을 때 ---
    Parent 생성자 호출
    Child 생성자 호출
    Child 소멸자 호출
    Parent 소멸자 호출
    --- Parent 포인터로 Child 가리켰을 때 ---
    Parent 생성자 호출
    Child 생성자 호출
    Child 소멸자 호출
    Parent 소멸자 호출
  

  • 기반 클래스의 소멸자가 호출되는 이유? (”Parent 소멸자 호출” 부분)
    • Child 소멸자를 호출하면서 해당 소멸자가 스스로 Parent 소멸자를 호출하기 때문.

동적 바인딩

• 바인딩(binding)
  • 개념
    • 함수를 호출하는 코드에서 어느 블록에 있는 함수를 실행해야하는지 해석하는 것.
  • 종류
    • 정적 바인딩(static binding) (또는 초기 바인딩)
      • 함수를 호출하는 코드가 컴파일 타임에 고정된 메모리 주소로 변환하는 방식.
      • 대상 : 가상함수를 제외한 모든 멤버 함수
    • 동적 바인딩(dynamic binding) (또는 지연 바인딩)
      • 컴파일 타임에 객체를 알 수 없어서 런타임에 함수를 실행하는 방식.
      • 가상 함수에서 사용. (기초 클래스 타입의 포인터나 참조를 통하여 호출될 때)
      • 예시
        • p_c->what(); 와 같은 코드가 있을 때, what을 Base에서 실행할 지, Derived에서 실행할지는 런타임에 결정됨

추상 클래스(abstract class)

• 개념
  • 순수 가상 함수를 포함하는 클래스.
  • 반드시 상속되어야 한다.
  • 인스턴스를 생성할 수 없음.
    • 파생 클래스만 인스턴스 생성이 가능함.
• 사용이 불가능한 경우
  1. 변수 또는 멤버 변수
  2. 함수의 전달되는 인수 타입
  3. 함수의 반환 타입
  4. 명시적 타입 변환의 타입

순수 가상 함수(pure virtual function)

• 개념
  • 파생 클래스에서 반드시 재정의해야하는 멤버 함수.
    • 가상 함수는 재정의가 필수가 아니다.
  • 기반 클래스에 함수의 동작을 정의하는 본체가 없다.

• 선언 방법

    virtual 멤버함수의원형 = 0;
  

Ref.

Multiple Inheritance in C++ - GeeksforGeeks