대입연산자를 재정의해보자! 😁
안녕하세요! 두두코딩 널두 🥸 입니다 ✋
오늘은 C++ 대입 연산자 재정의 개념에 대해 알아보겠습니다.
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궁금한 점, 보안점 남겨주시면 성실히 답변하겠습니다. 😁
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Intro.
오늘 포스팅에서는 대입연산자 재정의에 대해 알아보겠습니다.
대입연산자란?
우선 사람들이 많이 햇갈려 하는 부분을 알아보자.
class Point
{
//...
};
int main()
{
Point p1(2,2); // p1을 만듬.
Point p2 = p1; // p2를 만들기 위한
// 복사 생성자.
Point p3(3,3); // p3을 만듬.
Point p4(4,4); // p4을 만듬.
p3 = p4;
}
위와 같이 있을 때, Point p2 = p1; 동작과 p3 = p4; 동작이 동일한 것 같다고 생각한다. 하지만!!! 전혀 다르다. Point p2 = p1; 같은 경우 생성하면서 복사하는 동작 즉, 복사 생성자를 호출하는 동작이다.
p3 = p4; 동작같은 경우 이미 만들어진 객체에 대입하는 동작 즉, 대입 연산자를 호출하는 동작이다.
두 개는 다른 동작이고, 객체가 만들어지면서 수행되는 동작인지에 따라 구별 된다.
그럼 이제부터 대입연산자의 재정의에 대해 알아보자.
class Point
{
int x, y;
public:
Point(int a = 0, int b = 0) : x(a), y(b) {}
void print() const
{
std::cout << x << ", " << y << std::endl;
}
};
int main()
{
Point p1(1,1);
Point p2(2,2);
// p1+p2;
p1=p2;
p1.print();
}
위 코드에서, 우리는 앞서 배운 개념을 통해 p1+p2를 할 경우 어떤 동작이 일어날지 알고 있다. 해당 동작을 수행할 경우 사용자 정의 타입의 + 연산으로 사용자가 정의한 opeartor+()을 부를 것이다.
하지만, 현재 Point에는 opeartor+()가 정의 되어있지않아 분명 에러가 발생할 것이다.
이를 주석처리하고, 아래의 p1 = p2;는 어떨까?
이것도 +연산을 고려해봤을 때, 사용자 정의 타입의 = 이기 떄문에 분명 사용자 정의 타입의 perator=()연산이 불릴 것이다. 그렇다면 동일하게 에러가 발생해야되는데.. 해당 코드는 잘 동작할 것이다.
그말인 즉, 컴파일러가 만들지 않을 경우 제공 해준다 즉, 우리가 앞서 배웠던 생성자 / 소멸자와 같이 디폴트로 컴파일러가 직접만들어주는 것 처럼 대입연산자도 직접 컴파일러가 만들어준다는걸 유추해볼 수 있다.
컴파일러가 만들어주는 것이 아닌 우리가 직접사용하기 위해서는 operator=()를 만들면 된다.
operator=() ver.1
아래와 같이, operator=() 를 만들어보자.
#include<iostream>
class Point
{
int x, y;
public:
Point(int a = 0, int b = 0) : x(a), y(b) {}
void print() const
{
std::cout << x << ", " << y << std::endl;
}
void operator=(const Point& p)
{
x = p.x;
y = p.y;
std::cout << "=" << std::endl;
}
};
int main()
{
Point p1(1,1);
Point p2(2,2);
p1=p2;
p1.print();
}
위 코드에서는 operator=()를 만들고, 사용자 정의 타입과 컴파일이 만든 디폴트 타입을 구별하기 위해 logging함으로 구별했다. 실제 동작해보면 우리가 logging한 =가 찍히는 것을 볼 수 있을 것이다.
위와 같이 구현하면 사용자 정의 타입을 만들 수 있는데 아래와 같은 동작은 잘 동작할지 생각해보자.
operator=() ver.2
int main()
{
Point p1(1,1);
Point p2(2,2);
Point p3;
p3 = (p1 = p2);
}
위 코드가 잘 동작할까?
위 코드를 수행할 경우, p3 = (p1 = p2)를 할때 에러가 발생할 것이다. (p1 = p2)의 결과가 void 타입의 결과 이기 때문에 다음 p3.operator=() 호출할 때 void 인자 전달로 에러가 발생할 것이다.
그렇다면 타입을 맞추기 위해서는 return type을 void가 아닌 값 타입 Point 타입으로 변경해야한다.
#include<iostream>
class Point
{
int x, y;
public:
Point(int a = 0, int b = 0) : x(a), y(b) {}
void print() const
{
std::cout << x << ", " << y << std::endl;
}
Point operator=(const Point& p)
{
x = p.x;
y = p.y;
std::cout << "=" << std::endl;
}
};
위와 같이 변경하고 main()를 수행하면 잘 동작하는 것을 확인해볼 수 있다.
그렇다면 더 나아가 아래와 같은 상황은 잘 동작할까?
operator=() ver.3
int main()
{
Point p1(1,1);
Point p2(2,2);
Point p3;
(p3 = p1) = p2;
p3.print();
}
위와 같은 상황에서 p3.print()를 할경우, 어떤 값이 나올까? 우리가 기대하는 값은 2, 2가 출력되는 것이다. 하지만, 해당 코드를 수행하면 1, 1이 나오는 것을 확인할 수 있다.
우리가 앞서 많이 다뤄서 익숙하겠지만, 이는 값으로 리턴할 경우 연쇄적 동작을 할 수 없다는 문제이다. 즉 (p3 = p1)을 할경우 p3에 p1값을 담고 Point 값으로 리턴하게 된다.
이 때, 리턴되는 값은 임시객체이다. 이후 임시객체에 p2 값을 대입하다보니, p3 같은 경우 기존에 대입된 p1 값만 적용되어져있다.
따라서, p3.print()를 했을 때 (1,1) 이 나타나게 되는 것이다.
이를 개선하기 위해선 간단하다! 바로 참조리턴하는 것이다.
#include<iostream>
class Point
{
int x, y;
public:
Point(int a = 0, int b = 0) : x(a), y(b) {}
void print() const
{
std::cout << x << ", " << y << std::endl;
}
// 값 리턴이 아닌 *참조리턴할 것!!!*
Point& operator=(const Point& p)
{
x = p.x;
y = p.y;
std::cout << "=" << std::endl;
}
};
위와 같이 하면 개선된 operator=() 함수를 마주할 수 있다.
하지만, 한 가지 더 개선해야될 점이 있다.
바로 pointer 대입이다. Pointer 같은 경우 항상 copy연산에서 문제를 유발할 수 있다. 즉, 기본적으로 컴파일러가 제공해주는 대입연산자 같은경우 shallow copy를 기반으로 만들어진다.
그러다보니, Pointer가 등장할 경우 runtime error를 종종만나게되는데, 이를 해결하기 위해서는 사용자 정의 타입을 구현해 Deep copy 혹은 Reference counting을 통해 개선해야한다.
이는 우리가 뒷부분에서 만드는 String 클래스에서 다뤄보도록 한다.
Outtro.
해당 포스팅은 Ecourse의 C++ Basic 강의를 참고해 작성되었습니다.
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