[Design Pattern][C++] 객체 생성 방법

안녕하세요! 두두코딩 입니다 ✋
오늘은 객체 생성 방법에 대해 알아보겠습니다.

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궁금한 점, 보안점 남겨주시면 성실히 답변하겠습니다. 😁
+ 감상평 댓글로 남겨주시면 힘이됩니다. 🙇

Intro

C++에서 객체를 생성하는 방법에 대해 알아보자.

오늘 알아야할 중요한 포인트는 객체 생성 4가지 방법이다.

🌱 일반적인 객체 생성
🌱 객체 생성 한 곳으로 모으기
🌱 생성 + 동작 부분 분리하기
🌱 기존 객체 복사하기

일반적인 객체 생성

아래의 코드를 보자.

#include <iostream>

using namespace std;

class Shape {
public:
	virtual ~Shape() {}
};

class Rect : public Shape
{
public:
};

class Circle : public Shape
{
public:
};

int main()
{
	Rect r; // 스택에 생성

	Shape* p = new Rect; heap 영역에 생성
}

위의 코드를 보면, Shape 기반 클래스가 있고, 해당 클래스를 상속 받아 Rect, Circle 클래스가 만들어 지는 것을 볼 수 있다.

만약 우리가 Rect 와 Circle의 객체를 생성하고자 한다면 어떻게 해야될까?

가장 기본적인 방법은 2가지이다.

Stack 영역에 생성
Heap 영역에 생성

위 방법은 사용자가 직접 객체를 생성 하는 방법이다. 위 방법을 사용하면, 객체 생성의 제약없이 자유롭게 생성이 가능하다. 하지만, 이는 단점으로 작용되기도 한다.

만약, Circle 클래스를 오직 5개만 만들도록 하고싶다면 어떻게 해야될까?

사용자가 직접 생성하는 방법으로는 해당 제약을 걸 수 없다. 제약을 주기위해서는 객체 생성하는 부분을 한 곳으로 집중시켜야한다.

객체 생성 부분을 한곳으로 모으기

객체 생성에 제약을 적용하기 위해, 생성하는 부분을 한 곳으로 집중시켜보자.

집중시키기 위한 방법은 2가지를 활용하면 된다.

생성자를 private 영역에 두기
static 멤버 함수를 활용해 겍체 생성하는 부분 만들기

Tip 일반 멤버함수가 아닌 static 멤버함수로 만드는 이유는 일반 포인터에 담을 수 있게 하기 위해서이다. 문법적인 부분이니, 모르는 분들은 구글하자!

...
// 처음 코드에 변경되는 부분만 나타낸다.

class Rect : public Shape
{
	// 생성자 private 영역에 두기
	Rect() {}
public:
	// static 멤버함수 구성
	static Shape* Create() { return new Rect; }
};

class Circle : public Shape
{
	Circle() {}
public:
	static Shape* Create() { return new Circle; }
};

int main() {

	// 에러 발생함. 생성자 호출 불가
	// Rect r;

	Shape* p = Rect::Create();
}

위와 같이 구성하게 되면, 일반적인 사용자 생성이 안되며, 오직 Create()를 통해서만 객체 생성이 가능해진다.

위와 같이 구성할 경우 장점은 다음과 같다.

객체의 생성을 한 곳에서 수행
다양한 제약 조건을 만들 수 있다.
- 우선, 갯수 제한이 가능하고, 자원 공유도 가능해진다. 일례로, 우리가 많이 사용하는 객체를 미리 만들어두고, 필요할 때 넘겨주는 pool 방식을 생각해 볼 수 있다.
객체 생성함수를 함수의 인자로 전달 할 수 있다.

3번 문장이 이해가 어려울 수 있다. 해당 부분을 조금 자세히 다뤄보자.

해당 문장은 static 멤버 함수의 특징일 활용한 장점이다. 예를들어, 우리가 생성과 그리기를 바로 할 수 있는 CreateAndDraw()함수를 만들었다고 가정해보자.

CreateAndDraw()를 활용해 다양한 도형을 만들고 바로 그릴 수 있는데, 다양한 도형의 정보를 어떻게 넘겨줄 것인가? 고민해야한다. 쉽게 생각해 볼 수 있는 방법으로는 “인자”를 넘겨줘 if 혹은 switch문을 통해 만들면 된다고 생각한다.

...

void CreateAndDraw(string s) {
	if (s == "Rect") {
		Shape* p = new Rect;
	}
	...
}

int main() {
	CreateAndDraw("Rect");
}

하지만 위와 같이 구성할 경우 OCP (Open Close Principle)을 위배하게 된다. 즉, 우리가 도형이 추가 될 때마다 해당 함수는 변경이 발생하게 된다.

이를 피하기 위해서는 아래와 같이 static 멤버 함수의 장점을 활용해보자.

...

void CreateAndDraw(Shape* (*f)())
{
	Shape* p = f();
	p->Draw();
}

int main() {
	CreateAndDraw(&Rect::Create);
	CreateAndDraw(&Circle::Create);
}

위와 같이 구현할 경우 외부에서 넘겨주는 “도형”객체만 변경하게 되면 된다.

위 방법은 MFC, Qt 등의 오픈소스에서 많이 사용되는 기법이다.

여기서 생각해 볼 점이 객체 생성하는 부분에서 제약이 많이 추가 되거나 하게 되면 하나의 객체가 너무 커지게 된다. 또한, 기본 동작 기능은 변화가 없는데 오로지 생성 부분의 제약부분만 변하게 된다면 어떨까?

OCP가 위반될 수 있다 😱

따라서, 우리는 생성하는 부분과 동작하는 부분을 나누어 구현해야한다.

[Design Pattern][C++] 객체 생성 방법

객체를 생성하는 4가지 방법에 대해 알아보자🤔

Intro

일반적인 객체 생성

객체 생성 부분을 한곳으로 모으기

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