C++ 독학 9일차 - 오버로딩

c에서는 +,-,==,[] 이런 기본 연산자는 c언어에 정의된 데이터 타입에만 사용이 가능했다.

그러니까

int a=1;

int b=2;

int c;

c=a+b;

이런식으로 정수형이나 float형 같은 것들에만 쓸 수 있고

char a="h";

char b="i";

char c[2];

c=a+b;

뭐 이런거는 안된다. c는 hi가 될 수 없다는 것이다

 

그런데 C++에서는 사용자 정의 연산자가 가능하다. 단 ::이랑 .이랑 .* 이거 빼고

 

기본 연산자들을 직접 사용자가 정의하는 것을 연산자를 오버로딩 한다고 한다.

 

 

 

 

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==연산자 오버로딩

연산자 오버로딩을 위해서는

(리턴타입) operator (연산자) (연산자가 받는 인자)

이런 형태로 함수를 제작하면 된다.

 

두 문자열이 같은지 다른지 조사하는 함수를 만들 때

bool operator==(mystring& str);

이렇게 만든다.

 

그리고 bool mystring::operator==(mystring& str) {

return !compare(str);

}

 

이렇게 함수를 만들면 된다. compare이라는 함수는 이전 글에서 만들었기 때문에 참고하면 된다.

!compare(str)을 리턴하는 이유는 

compare함수에서 str과 *this가 같으면 0을 리턴하게 했는데 operator==은 같으면 true를 리턴해야 하기 때문이다.

그러니까 반대로 작동하게 !를 붙여준 것이다.

 

참고로 compare 함수는 아래와 같다.

 

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복소수 클래스 만들기

mystring에서 벗어날 수 있을 것 같다. 너무 길어서 정말 감당이 안되는 클래스..

복소수를 다루는 클래스인데 a+bi 이런 형태가 복소수이지 않은가!!

그래서 실수부랑 허수부로 나눠서 복소수 클래스를 만들면 된다.

 

이것은 오버로드를 이용하지 않은 클래스.

a+b/c+d 표현하는데 굉장히 복잡하고 사용자 입장에서 이게 뭘 하려는 코드지? 싶을 것이다.

 

 

 

이렇게! 오버로드를 이용해서 함수를 다음과 같이 선언해주자는 것이다.

모두 complex& 가 아니라 complex를 리턴하고 있다.

그리고 operate+같은 모든 함수들은 내부에서 읽기만 수행되고 값이 안바뀌는 인자들을 갖는다.

값이 바뀌지는 않고 연산만 각각 수행되기 때문이다. 이럴땐 함수 선언할 때 const로 선언해주기

 

 

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대입 연산자 함수

complex& operator=(const complex& c);

 

이렇게 함수를 구현한다. 아까 사칙연산 함수들과 다르게 여기서는

자기 자신을 가리키는 레퍼런스 complex&를 리턴한다.

 

왜그러냐면

a=b=c;

코드에서 b=c가 b를 리턴해야 a=b가 수행될 수 있기 때문이다.

 

이 때 complex&를 리턴하는 이유는 대입 연산 후에 불필요한 복사를 방지하기 위해서이다.

 

operator= 함수를 만들면!?

 

이렇게 만들어진다. 그런데 operator=를 굳이 안만들어도 잘 작동하긴 한다.

왜냐하면 컴파일러 차원에서 디폴트 대입 연산자를 지원하고 있어서 그렇다.

하지만 이전에 공부했는데 깊은 복사가 필요한 경우(동적 메모리 관리하는 포인터 복사) 대입 연산자 함수를 다시 만들어야 한다.

 

+=, -=, *=, /=같은 연산자도 만들어줄 수 있다.

형태는 complex& operator+=(const complex& c);

이런 느낌으로 연산자를 만들면 되고 함수 만드는 것은 아까 만든 + - * / 를 이용해서 만들면 되므로

쉽게 만들 수 있다.

 

그런데 연산자 오버로딩을 사용할 때 방금 얘기한 +=, -=, *=, /=이걸 따로 만들어주지 않으면 +=를 자신있게 사용하기는 어렵다.

다 개별적으로 정의해야 한다.

 

 

 

 

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friend

friend는 클래스 내부에서 다른 클래스나 함수를 friend로 정의한다. friend로 정의된 클래스, 함수는 private로 정의된 변수나 함수에 접근할 수 있다.

 

friend를 사용하는 모습이다. 주석에 설명이 써져있다.

 

 

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입출력 연산자 오버로딩

지금까지 우리가 뭔가 출력할 때 쓰던게

std::cout << a;

이런거였는데 사실 이것은 std::cout.operator<<(a) 여기에서 나온거였다.

 

std::cout라는 객체에 멤버함수 operator<<가 정의되어 있어서 a를 호출하게 된다는 것이다.

그런데 std::cout는 정수형 실수형 문자열까지 자유자재로 호출된다. 그 이유는 operator<< 함수가

오버로딩 되어있기 때문이다.

 

iostream 헤더파일 내용을 보면 ostream이라는 클래스 안에 많은 종류의 operator<<를 정의하고 있다. 그래서 우리는 형식에 관계없이 자유롭게 출력을 이용하고 있었던 것이다.

ostream 클래스에 operator<<멤버 함수를 추가하는 것은 불가능하다. 왜냐하면 표준 헤더파일의 내용을 수정해야 하기 때문이다. 그래서 ostream에다가 complex 객체를 오버로딩하는 operator<< 함수 추가 못한다!!

 

하지만 ostream 클래스 객체와 complex 객체 두개를 인자로 받는 전역함수를 정의하는 것은 가능할 것 같다. 이 때 friend 함수도 같이 이용해주면 클래스의 private 멤버 변수들에도 접근 가능하다. 하지만 무분별하게 friend를 남발하는 것은 좋지 않다. 왜냐하면 friend는 해당 함수나 클래스에 모든 private 멤버 함수, 변수를 공개해버리기 때문이다.

 

 

 

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동등한 객체 사이에서의 이항 연산자는 외부함수로 오버로딩 하는 것이 좋다.

두개 객체 사이의 이항연산자이지만 한 객체만 값이 바뀌는 등의 동등하지 않은 이항연산자는 멤버함수로 오버로딩 하는 것이 좋다.

단항 연산자는 멤버함수로 오버로딩 하는 것이 좋다 (ex. ++, --)