Chapter1 연산자 오버로딩

C++/뇌를 자극하는 C++ STL / / 2021. 1. 15. 00:20

뇌를 자극하는 C++ STL연산자 오버로딩

컴파일러와 약속된 함수를 이용해 사용자 정의 타입에 연산이 가능하도록 제공하는 것
사용자 정의 타입에도 연산자를 사용할 수 있게 하는 문법

기본적인 연산자는 컴파일러에 연산이 정의가 되어 있어 사용하는데 문제가 없다.
하지만 사용자 정의 타입은 컴파일러에 정의가 되어 있지 않아 오류가 발생한다.

장점: 직관성과 가독성 향상

 

연산자 오버로딩을 하는 방법

  • 멤버 함수를 이용한 연산자 오버로딩
  • 전역 함수를 이용한 연산자 오버로딩

 

연산자 오버로딩 정의 및 사용

오버로딩 방법: returnType operator symbol (getType){}

#include<iostream>
using namespace std;

class Point {
private:
    int x;
    int y;
public:
    Point(int _x = 0, int _y = 0):x(_x),y(_y){}
    void Print() const {
        cout << x << ',' << y << endl;
    }

    void operator+(Point arg) {
        cout << "operator+() 함수호출" << endl;
    }
};

int main() {
    Point p1(2, 3), p2(5, 5);

    p1 + p2;

    return 0;
}

여기서 p1 + p2;는 곧 p1.operator+(p2);가 된다.

 

const 멤버 함수: 함수 내에서 객체의 멤버 변수를 변경하지 않음을 보장하는 함수
const 객체는 const멤버 함수만 호출 가능하다.

 

단항 연산자 오버로딩

단항 연산자: !, &, ~, *, +, -, ++, --

++ / -- 연산자 오버로딩

전위 연산자와 후위 연산자로 구분하여 오버로딩이 가능하다.

  • 전위 연산 
      const Point operator++(){ //or operator--()
      this->x++;
      this->y++;
      return *this;
  }
  • 후위 연산 
      const Point operator++(int){ //or operator--(int)
      Point tmp(this->x, this->y);
      this->x++;
      this->y++;
      return tmp;
  }

 

이항 연산자 오버로딩

이상 연산자: +, -, *, /, ==, !=, <, <= 등

== / != 연산자 오버로딩

  • ==연산자 
      bool operator==(const Point& arg) const{
      return this->x == arg.x && this->y == arg.y;
  }
  • !=연산자 
      bool operator!=(const Point& arg) const{
      return !(*this == arg);
  }

 

전역 함수를 이용한 연산자 오버로딩

지금까지는 멤버 함수를 이용하여 오버로딩을 했다.
멤버 함수를 이용한 연산자 오버로딩을 사용할 수 없을 때 전역 함수 연산자 오버로딩을 한다.

멤버 함수를 이용한 연산자 오버로딩이 불가한 경우

왼쪽 항이 사용자가 정의한 타입의 객체, 연산자 오버로딩한 객체가 아니라면 사용이 불가하다.
ex) 4 + p1;

컴파일러가 해석하는 연산자 오버로딩 (p1 == p2)

  • 멤버 함수로 p1.operator==(p2);로 해석
  • 전역 함수 operator==(p1, p2);로 해석

 

전역 함수를 이용한 연산자 오버로딩
오버로딩 방법: returnType operator symbol (getType, getType){}

사용 예시

#include<iostream>
using namespace std;

class Point {
private:
    int x, y;
public:
    Point(int _x = 0, int _y = 0):x(_x),y(_y){}
    void Print() const {
        cout << x << ',' << y << endl;
    }
    int getX() const { return x; }
    int getY() const { return y; }
};
const Point operator + (const Point& argL, const Point& argR) {
    return Point(argL.getX() + argR.getX(), argL.getY() + argR.getY());
}

int main() {
    Point p1(2, 3), p2(5, 5);

    Point p3 = p1 + p2;

    p3.Print();

    return 0;
}

freind: (함수 프렌드, 클래스 프렌드)
함수나 클래스를 프렌드로 지정하면 모든 클래스 멤버(private, protected, public)를 제한 없이 사용 가능함.

 

STL에 필요한 주요 연산자 오버로딩

함수 호출 연산자 오버로딩

함수 호출 연산자 오버로딩 (): 객체를 함수처럼 동작하게 하는 연산자
함수 객체: 함수 호출 연산자를 정의한 객체

#include<iostream>
using namespace std;

struct FuncObject
{
public:
    void operator()(int arg)const {
        cout << "정수: " << arg << endl;
    }
};

void Print1(int arg) {
    cout << "정수: " << arg << endl;
}

int main() {
    void(*Print2)(int) = Print1;
    FuncObject Print3;

    Print1(10);
    Print2(10);
    Print3(10);

    return 0;
}

여기서 Print2는 함수 포인터이다. 이는 2장 내용에서 볼 수있다.
Print3는 객체이다. 여기서 객체를 함수처럼 사용한 것임을 볼 수 있다.

배열 인덱스 연산자 오버로딩

배열 인덱스 연산자 오버로딩 []: 배열에 사용하는 []연산자를 객체에도 사용이 가능하다.
ex) vector class
일반적으로 많은 객체를 저장하고 관리하는 객체에 사용된다.(컨테이너 객체에 사용됨)

사용방법: int operator[](int idx) const{ ... }

[ ]연산자 오버로딩은 const와 비 const 함수 모두 제공해야 하므로 다음과 같이 2번 정의해야한다.

int operator[](int idx) const{ ... }
int& operator[](int idx) { ... }

메모리 접근, 클래스 멤버 접근 연산자 오버로딩

메모리 접근, 클래스 멤버 접근 연산자 오버로딩 *,->: 스마트 포인터나 반복자 등의 특수한 객체에 사용됨
스마트 포인터: 동적으로 할당한 메모리를 알아서 해제해준다.

오버로딩 방법: returnType operator symbol (getType){}

#include<iostream>
using namespace std;

class Point{
private:
    int x, y;
public:
    Point(int _x = 0,int _y= 0):x(_x),y(_y){}
    void Print() const { cout << x << ", " << y << endl; }
};

class PointPtr {
private:
    Point* ptr;
public:
    PointPtr(Point *p):ptr(p){}
    ~PointPtr() {
        delete ptr;
    }
    Point* operator->() const {
        return ptr;
    }
    Point& operator*() const {
        return *ptr;
    }
};
int main() {
    PointPtr p1 = new Point(2, 3);
    PointPtr p2 = new Point(5, 5);

    p1->Print();
    p2->Print();

    return 0;
}

 

타입 변환 연산자 오버로딩

사용자가 정의한 타입 변환

  • 생성자를 이용한 타입 변환

    • 사용자가 타입에 맞는 생성자를 일일이 생성해준다.

    • 생성할 때 입력되는 타입의 다양성을 제공한다.

    • 다른 타입을 자신의 타입으로 변환

        #include<iostream>
  using namespace std;

  class A {};
  class B {
  public:
      B() { cout << "B()생성자" << endl; }
      B(A& _a) { cout << "B(A _a)생성자" << endl; }
      B(int n) { cout << "B(int n)생성자" << endl; }
      B(double d) { cout << "B(double d)생성자" << endl; }
  };

  int main() {

      A a;
      int n = 10;
      double d = 5.5;

      B b;
      b = a;
      b = n;
      b = d;

      return 0;
  }

  • 타입 변환 연산자 오버로딩을 이용한 타입 변환

    • 자신의 타입을 다른 타입으로 변환

    • 타입변환 연산자는 반환 타입을 지정하지 않는다!

        #include<iostream>
  using namespace std;

  class A {};
  class B {
  public:
      operator A() const {
          cout << "operator A() 호출" << endl;
          return A();
      }
      operator int() const {
          cout << "operator int() 호출" << endl;
          return 10;
      }
      operator double() const {
          cout << "operator double() 호출" << endl;
          return 5.5;
      }
  };

  int main() {

      A a;
      int n = 10;
      double d = 5.5;

      B b;
      a = b;
      n = b;
      d = b;

      return 0;
  }

    • const 객체, 비 const 객체 모두 타입 변환이 가능하게 const 멤버 함수로 정의한다.

explicit: 생성자를 이용한 형변환을 의도하지 않는다면 명시적 호출만 그낭하도록 한다.




Quiz

  1. 이항 연산자 같은 의미 찾기 (2, 3) 
     Point p1, p2;
 p1 + p2
    • p1.operator+(p2);
    • operator+(p1, p2);
  2. 함수 호출 연산자() (4) 
     func(10, 20, 30);
    • int operator()(int, int, int);
  3. 배열 인덱스 연산자[ ] (3) 
     array[0];
    • int operator;
  4. 최소한의 String class 작성1 
     class String {
     const char* str;
 public:
     String(const char* _str) {
         str = _str;
     }
     operator const char* () const {
         return str;
     }
 };
  5. 최소한의 String class 작성2 
     class String {
     const char* str;
 public:
     String(const char* _str) {
         str = _str;
     }
     operator const char* () const {
         return str;
     }
 };
저작자표시 비영리 동일조건

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