C++ this pointer의 원리를 이해해보자! 🥸
안녕하세요! 두두코딩 널두 🥸 입니다 ✋
오늘은 C++ This 개념에 대해 알아보겠습니다.
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Intro.
이번 포스팅에서는 C++ this의 개념 / 활용 / 주의사항에 대해 알아보겠습니다.
This의 개념
아래의 코드를 보자.
#include <iostream>
class Point
{
int x = 0;
int y = 0;
public:
void set(int a, int b)
{
x = a;
y = b;
}
};
int main()
{
Point p1;
Point p2;
p1.set(10,20);
}
위 코드 p1이 set()를 호출할 때, 어떻게 동작하는지 알아보자.
Point 객체를 생성할 경우 멤버 데이터를 갖는 객체가 메모리에 2개가 각각 생긴다. 하지만 우리가 사용하는 멤버 함수 같은 경우 객체 별로 생길까?
그렇지 않다. 멤버함수 같은 경우, 코드메모리에서 공용으로 사용하도록 해 메모리 낭비를 줄이도록 한다.
그렇다면 공용으로 사용하는 멤버함수에서 어떻게 내 객체가 set()를 호출할까?
컴파일러의 도움을 통해 구별한다.
컴파일러 같은 경우 set()를 아래와 같은 모양으로 변경하고, 객체가 사용할 경우 1번째 인자값으로 본인을 전달하도록 만든다.
Point(Point* const this, int a, int b)
{
x = a;
y = b;
}
int main()
{
Point p1;
// p1.set(10,20);
// 아래와 같이 변경..
set(&p1, 10 ,20);
}
컴파일러는 함수형식으로 Point 객체를 전달해, 연관있는 멤버를 수정하도록 한다. 조금 더 자세하게 이야기하면 함수의 호출을 통한 것이 아닌 레지스터를 통해 값을 변경하지만, 우선 this라는 것이 있다는 점을 알아두자.
this가 내가 호출한 객체와 동일한지를 확인하기 위해서는 아래와 같이 출력해보면 된다.
#include <iostream>
class Point
{
int x = 0;
int y = 0;
public:
void set(int a, int b)
{
std::cout << "p1 == " << this << std::endl;
x = a;
y = b;
}
};
int main()
{
Point p1;
Point p2;
std::cout << &p1 << std::endl;
p1.set(10,20);
}
위와 같이 출력해볼 경우 값이 모두 동일하다는 것을 알 수 있다.
그렇다면 이 this 포인터를 어디서 활용할까?
This의 활용
활용1
가장 간단하게 생각해볼 수 있는 활용방법은 아래와 같다.
#include <iostream>
class Point
{
int x = 0;
int y = 0;
public:
void set(int x, int y)
{
x = x;
y = y;
}
};
int main()
{
Point p;
p.set(10,20);
}
위와 같이 set()에서 동일한 이름을 활용할 경우 이름 충돌이 발생하게 된다. 그 때 x 같은 경우 멤버냐? 인자냐?를 고민하게 되는데, 보통 가장 가까운쪽을 따라간다.
멤버라고 지칭하기 위해서는 꼭 this를 활용해 this->x와 같이 구별할 수 있도록 해야한다.
set() 수정하면 아래와 같다.
void set(int x, int y)
{
this->x = x;
this->y = y;
}
위와 같이 할 경우 이름충돌 발생하는 것을 막을 수 있고 코드의 가독성이 좋아진다.
활용2
class Test
{
int data;
public:
Test* foo() { return this; }
};
int main()
{
Test t;
t.foo()->foo()->foo();
}
위와 같이, this를 리턴할 수 있으며, 전달받은 객체를 통해 동일한 함수를 여러번 호출 할 수 있다.
또한 Pointer가 아닌 값으로도 리턴받을 수 있다.
#include <iostream>
class Test
{
int data;
public:
Test* foo() { return this; }
Test goo() { return *this; }
};
int main()
{
Test t;
t.foo()->foo()->foo();
// (.) 연산자를 활용해 호출 가능
t.goo().goo().goo();
}
주석과 같이 . 연산자를 활용해 연속적으로 동일한 함수를 호출할 수 있다. 여기서 중요한 점은 goo() 호출할 때 전달받는 객체가 동일한 객체인지를 생각해봐야한다.
아래의 코드와 같이 goo()에 주소를 출력하는 로그를 추가하고 출력해보자.
// 위 코드에서 goo()를 아래와 같이 변경해라.
Test goo() {
std::cout << "addr " << this << std::endl;
return *this;
}
위 코드를 넣고, 빌드해서 확인해보면 주소값이 다르게 나오는 것을 확인할 수 있다.
이를 해결하기 위해서는 값 반환이 아닌 참조 (reference) 반환을 하면 된다
우리가 앞서 call by reference를 공부할 때, 값으로 리턴할 경우, 임시객체를 반환 한다고 배웠다. 이런 overhead 및 버그를 줄이고자 reference를 활용 했었다. 자세한 내용은 여기를 클릭해 복습하기 바란다.
// 값 반환이 아닌 *참조*로 반환해라
Test& goo() {
std::cout << "addr " << this << std::endl;
return *this;
}
위와 같이 소스코드를 변경해 확인해보자. 주소 값이 동일하게 출력되는 것을 확인할 수 있다.
그렇다면 이런 연쇄적인 함수 호출 동작을 통해 우리는 무엇을 할 수 있을까?
우리가 흔히 사용하는 cout 혹은 cin과 같은 함수를 만들 수 있다.
int main(){
// << 연산을 하면서 분명 this를 참조로 반환하고 있을 것이다.
cout << "A " << "B" << "C";
}
위 내용은 연산자 재정의에서 좀 더 자세하게 다루도록 한다.
This 사용 시 주의사항
this를 활용할 때 주의해야될 점은 static 연산이다.
class Test
{
int data;
public:
static void foo()
{
std::cout << this << std::endl;
}
};
int main()
{
Test t;
t.foo();
// 아래처럼도 사용가능.
Test::foo();
}
위 코드 같은 경우 foo() 호출함에서 에러가 발생한다. 그 이유는 static 연산 같은 경우 객체없이 동작할 수 있기 때문에 this가 없을 수도 있다.
즉, static함수는 main에 작성된 것과 같이 Test::foo()라는 방식으로 호출할 수 있다. 앞서 설명한것과 같이,foo(Test* this) 라는 함수로 컴파일러가 변환할 경우 this 값을 전달할수 없다.
이런 모호함을 제거하기 위해 static에서는 this를 사용하지 못하게 했다. 또한 static 멤버함수 내 멤버 데이터 접근이 불가능하다. 보통 우리가 멤버데이터를 접근하기 위해서는 this->data 형식으로 변환해서 활용한다. (위에서 언급한 것 참고..!)
우리가 공식처럼 외웠던 static 멤버함수 내에서는 static 데이터만 접근 가능하다 라는 것이 바로 위와 같은 이유때문이라는 것을 이해하도록 하자!
Outtro.
해당 포스팅은 Ecourse의 C++ Basic 강의를 참고해 작성되었습니다.
강의를 참고하실 분은 여기를 클릭해 확인해주세요!
