C++ 정리 - 29 (객체와 클래스, 절차식 프로그래밍과 객체지향 프로그래밍, 추상화와 클래스, c++의 클래스, 클래스 멤버함수의 구현, 인라인 메서드, 클래스 선언의 일반적인 형식, 클래스 생성..

객체와 클래스

객체 지향 프로그래밍(OOP)은 프로그램 설계 방법 중 하나이다.

OPP의 가장 중요한 기능

• 추상화
• 캡슐화와 데이터 은닉
• 다형
• 상속
• 코드의 재활용

클래스(class)는 이러한 opp 기능들을 구현 및 결합하는데 가장 중요한 c++ 도구이다.

 

절차식 프로그래밍과 객체지향 프로그래밍

opp접근 방식을 사용하여, 프로그래머는 객체를 서술하는데 필요한 데이터와, 사용자가 그 데이터를 다루는 방법에 대해 생각하면서, 사용자가 이해하는 방식대로 객체에 초점을 맞춘다.

 

추상화와 클래스

-데이터형이란 무엇인가?

기본형을 서술하는 것은 다음과 같은 세 가지를 결정하는 것이다.

• 데이터 객체에 필요한 메모리의 크기를 결정한다
• 메모리에 있는 비트들을 어떻게 해석할지 결정한다
• 데이터 객체를 사용하여 수행할 수 있는 연산이나 메서드를 결정한다

c++의 클래스

클래스는 추상화를 사용자 정의 데이터형으로 변환해 주는 c++의 수단이다. 데이터 표현과 데이터를 조작하는 메서드들을 하나의 패키지 안에 결합함

 

클래스 선언: 데이터 멤버와 public 인터페이스,(메서드라고 부르는) 멤버 함수를 이용하여 데이터 표현을 서술한다.

클래스 메서드 정의: 클래스 멤버 함수가 어떻게 구현되는지를 서술한다.

 

접근 제어

private와 public라는 새로운 키워드가 도입됨.

이 레이블들은 클래스 멤버에 대한 접근 제어를 서술한다.

 

특정 클래스의 객체를 사용하는  프로그램은 그 객체의 public부분에는 직접 접근 할 수 있다.

그러나 프로그램은 public 멤버함수를 통해서만 그 객체의 private 멤버에 접근할 수 있다.

public 멤버함수는멤버 함수는 객체의 private 멤버와 프로그램을 잇는 다리 역할이다. 즉 public 멤버 함수는 객체와 프로그램 사이의 인터페이스를 제공한다. 이와 같이 프로그램이 데이터에 직접 접근하지 못하게 차단하는 것을 데이터 은닉(data hiding)이라 함.

 

public 인터페이스는 설계의 추상화를 나타낸다.

세부적인 구현들을 따로 결합하여 추상화와 분리하는 것을 캡슐화라 한다.(데이터 은닉이 캡슐화의 한 예이다)

캡슐화의 또 다른 예는 클래스 함수들의 정의를 클래스 선언과 독립된 파일에 넣는 것이다.

 

멤버 접근 제어: public 또는 private?

일반적으로 데이터항목들은 private 부분에 선언된다.

클래스 인터페이스를 구성하는 멤버 함수들은 public 부분에 선언된다. 그렇지 않으면, 함수 호출 불가

private 부분에 선언된 멤버함수는 프로그램에서 직접 호출할 수 없다. (public 메서드들은 사용 가능)

일반적으로 private 멤버함수는 public 인터페이스를 구성하지 않는 세부적인 구현을 처리하는 데 사용됨.

 

클래스 객체에 대한 디폴트 접근제어가 private로 지정되있기 때문에 클래스 선언에서 키워드 private는 없어도 된다.

 

-클래스 멤버함수의 구현

멤버 함수의 정의는 각각 하나의 함수 머리와 하나의 함수 몸체를 가진다. 멤버 함수 정의는 리턴형과 매개변수를 가질 수 있다.

멤버 함수를 정의할 때, 그 멤버 함수가 어느 클래스에 속하는지 나타내기 위해 사용 범위 결정 연산자(::)를 사용해야 함

클래스의 메서드는 그 클래스의 private 부분에만 접근 가능

 

ex) void Stock::update(double price)

 

Stock::update()는 그 함수의 검증된 이름이라 부른다. 한편, 간단한 update()는 그 전체 이름의 약식 표기로, 그 클래스 사용범위 안에서만 사용 가능

 

메서드는 멤버가 아닌 함수들을 사용하여 이 데이터 멤버들에 접근하려 시도하면, 컴파일러가 멈추게 한다.

 

인라인 메서드

클래스 선언 안에 정의를 가지고 있는 모든 함수는 자동으로 인라인 함수가 된다.

원한다면 클래스 선언의 외부에 멤버 함수를 정의하고, 그것을 인라인 함수로 만들 수 있다. 클래스 세부 구현 부분에서 그 함수를 정의할 때 inline이라는 제한자를 붙이면 된다.

class Stock
{
private:
	void set_tot();//정의 분리
public:
    ...
};
inline void Stock::set_tot()
{
	total_val=shares*share_val;
}

인라인 함수들은 그들이 사용되는 각각의 파일에서 정의될 것을 요구함.

다중 파일 프로그램을 구성하는 모든 파일에서 인라인 정의를 사용하는 가장 쉬운 방법은, 해당 클래스가 정의돼있는 헤더 파일에 인라인 정의를 함께 넣는 것.

 

어느 객체가 메서드를 사용할까?

객체를 생성하는 방법 중 가장 간단한 것은 클래스 변수를 선언하는 것이다.

Stock kate,joe;

이것은 kate와 joe라는, stack 클래스의 두 객체를 생성함.

 

이들 객체에 멤버 함수를 사용하는 방법은 구조체와 구조체 멤버를 사용하듯이, 멤버 연산자를 사용하는 것이다.

kate.show(); //kate 객체가 멤버 함수 호출

joe.show(); //joe 객체가 멤버 함수 호출

 

멤버 함수를 호출할 때에는 그 멤버 함수를 호출하는 데 사용된 특정한 객체의 데이터 멤버들이 사용된다.

 

실행상의 변경

ostream 클래스는 양식을 컨트롤하는 멤버 함수를 지녔다.

std::cout.setf(std::ios_base::fixed,std::ios_base::floatfield);

이것은 플래그를 고정 소수점 표기를 사용하기 위해 cout 개체 안에 플래그를 세팅한다. 다음의 구문은 cout로 하여금 고정 소수점 표기를 사용할 때, 소수점 이하 세 자리까지 보여주도록 함. std::cout.precision(3);

 

메서드에 대한 변경 사항을 구현할 때에는, 클라이언트 프로그램의 다른 부분에 대하여 영향을 주지 않아야 함. 따라서 메서드가 호출되기 이전의 상태로 정보를 리셋하는 것이 안정된 사용법이다.

std::streamsize prec = std::cout.precision(3);
//정확성을 위해 이전 값을 저장
...
std::cout.precision(prec); //과거 값으로 리턴

//원본 플래그 저장
std::ios_base::fmtflags orig = std::cout.setf(std::ios_base::fixed);
...
//저장된 값 리셋
std::cout.setf(orig,std::ios_base::floatfield);

 

지금까지의 설명 요약

클래스 설계를 서술하는 첫 번째 단계는 클래스 선언을 제공하는 것이다. 클래스 선언은 데이터 멤버와 함수 멤버를 가진다. private 부분에 선언된 멤버들은 멤버 함수들을 통해서만 접근 가능. public 부분에 선언된 멤버들은 클래스 객체를 사용하여 프로그램이 직접 접근 가능.

일반적으로, 데이터 멤버들은 private 부분에 들어가고, 멤버 함수들은 public 부분에 들어간다.

 

클래스 선언의 일반적인 형식

class className
{
	private:
    	data member declarations
    public:
    	member function prototypes
};

 

클래스 설계를 서술하는 두 번째 단계는 클래스 멤버 함수를 구현하는 것.

클래스 선언에 함수 원형 대신 완전한 함수 정의를 넣을 수 있으나, 일반적으로 매우 짧은 함수들은 제외하고 함수 정의들을 따로 분리하여 제공한다.

그 후, 멤버 함수가 어느 클래스에 속하는지 사용 범위 결정 연산자를 사용함.

예를 들어 Bozo 클래스가 char를 지시하는 포인터를 리턴하는 Retort()라는 멤버 함수를 가진다 하면 함수 머리는 다음과 같다.

char * Bozo::Retort()

 

어떤 클래스의 객체를 생성하려면, 클래스 이름을 데이터형처럼 사용하면 된다.

Bozo bozetta;

클래스 객체를 사용함으로써 클래스 멤버 함수(또는 메서드)를 호출한다. 도트 멤버 연산자를 사용해야 한다.

cout<<bozetta.Retort();

 

클래스 생성자와 파괴자

c++는, 새로운 객체를 생성하고 그들의 데이터 멤버에 값을 대입해 주는 클래스 생성자(class constructor)라는 특별한 멤버 함수를 제공함

 

생성자의 이름은 클래스의 이름과 같다. 예를 들어, Stock이라는 클래스의 생성자는 Stock()이라는 이름의 멤버 함수이다.

생성자는 리턴 값이 없는데도 void 형으로 선언하지 않는다. 생성자에는 데이터형을 선언하지 않는다.

 

생성자의 선언과 정의

Stock 객체는 외부에서 제공되는 세 개의 값을 가진다고 하자.

(const string &,long , double 형의 매개변수를 제공하고, long과 double 형의 값들은 0으로 설정하기를 원한다고 가정.(디폴트 매개변수 사용))

 

//디폴트 매개변수를 사용하는 생성자의 원형

Stock(const string & co,long n=0,double pr=0.0);

//생성자 정의
Stock::Stock(const string &co, long n, double pr)
{
	company=co;
    if(n<0)
    {
    	std::cout<<"주식 수는 음수가 될 수 없으므로,"
        		<<company<<" shares를 0으로 설정.\n";
        shares=0;
    }
    else
    	shares=n;
    share_val=pr;
    set_tot();
}