[열혈 C++ 프로그래밍] Chapter04(클래스의 완성) 정리 및 문제 해결 #1

 

#include <iostream>
using namespace std;

class Point
{
public :
	int x;
	int y;
};

class Rectangle
{
public :
	Point upLeft;
	Point lowRight;
public:
	void ShowRecInfo()
	{
		cout << "좌 상단 : " << '[' << upLeft.x << ", ";
		cout << upLeft.y << ']' << endl;
		cout << "우 하단 : " << '[' << lowRight.x << ", ";
		cout << lowRight.y << ']' << endl;
	}
};

int main()
{
	Point pos1 = { -2,4 };
	Point pos2 = { 5,9 };
	Rectangle rec = { pos2,pos1 };
	rec.ShowRecInfo();

	return 0;
}

 

 

위 코드에서 x와 y는 public으로 선언되어 어디서든 값을 지정할 수 있다. 이 경우 어떠한 문제가 생기는가?

- 점의 좌표는 지정할 수 있는 범위가 한정되어 있는데 그러한 오류 처리를 하지 못한다.

- 직사각형을 의미하는 Rectangle 객체의 좌 상단 좌표 값이 우 하단 좌표값보다 크다.

 

제한 된 방법으로 접근을 허용해 잘못된 값이 임의로 지정되지 않도록 하자. 

// Point.h

#ifndef __POINT_H_
#define __POINT_H_

class Point
{
private:
	int x;
	int y;
public:
	bool InitMembers(int xpos, int ypos);
	int GetX() const;
	int GetY() const;
	bool SetX(int xpos);
	bool SetY(int ypos);
};

#endif

//Point.cpp
#include <iostream>
#include "Point.h"
using namespace std;

bool Point::InitMembers(int xpos, int ypos)
{
	if (xpos < 0 || ypos < 0)
	{
		cout << "벗어난 범위의 값 전달 " << endl;
		return false;
	}

	x = xpos;
	y = ypos;
	return true;
}

int Point::GetX() const {
	return x;
}

int Point::GetY() const {
	return y;
}

bool Point::SetX(int xpos)
{
	if (xpos < 0 || xpos >100)
	{
		cout << "벗어난 범위의 값 전달 " << endl;
		return false;
	}
	x = xpos;
	return true;
}

bool Point::SetY(int ypos)
{
	if (ypos < 0 || ypos >100)
	{
		cout << "벗어난 범위의 값 전달 " << endl;
		return false;
	}
	y = ypos;
	return true;
}

해당 코드에서는 멤버 변수 x와 y를 private로 선언해서 임의로 값이 저장되는 것을 방지하였다.

값이 잘못 전달되는 경우 오류 메세지를 출력하도록 하였고, 이 과정을 "정보 은닉"이라고 한다.

 

정리하여

멤버 변수를 private로 지정 + 해당 변수에 접근하는 함수를 별도로 정의해서 안전한 방식으로 멤버 변수에 값을 전달하는 방법으로 정보은닉을 구현한다. 

 

int GetX() const;

int GetY() const;

void ShowRecInfo() const;

함수 뒤에 const선언이 추가되면 "이 함수 내에서는 멤버 변수에 저장된 값을 변경하지 않겠다" 라는 의미이다. 

 

class SimpleClass
{
private:
	int num;
public:
	void InitNum(int n)
	{
		num = n;
	}
	int GetNum()
	{
		return num;
	}
	void ShowNum() const
	{
		cout << GetNum() << endl; 
	}
};

다음 코드에서 ShowNum() 함수는 const 선언으로 정의되었으므로, const 가 아닌 num을 바로 출력하는 것에서 에러가 생긴다. const로 선언되지 않는 함수(GetNum()함수)는 멤버 변수에 꼭 저장된 값을 변경하지 않더라도 변경할 수 있는 가능성을 가지고 있는 함수이다. 따라서 변경이 가능한 함수의 호출을 아예 허용하지 않는다. 

class EasyClass
{
private:
	int num;
public:
	void InitNum(int n)
	{
		num = n;
	}
	int GetNum()
	{
		return num;
	}
};

class LiveClass
{
private:
	int num;
public:
	void InitNum(const EasyClass& easy)
	{
		num = easy.GetNum(); // easy는 const EasyClass 자료형 (매개변수에 의하여)
		//num은 LiveClass 필드의 객체
	}
};

 

여기서 num = easy.GetNum() 부분에서 에러가 발생한다.

왜냐하면, InitNum함수에서 easy는 const참조자인데, 이 const 참조자를 대상으로 값을 변경할 수 있는 함수를 호출할 수 없기 때문이다. 따라서, GetNum()을 const로 바꿔주면 정상적으로 GetNum 함수의 호출이 가능하다. 

 

문제 04-1

#include <iostream>
using namespace std;

class FruitSeller
{
private:
	int APPLE;
	int NUM;
	int MONEY;
public:
	void InitMembers(int price, int num, int money)
	{
		APPLE = price;
		NUM = num;
		MONEY = money;
	}
	int SaleApples(int money)
	{
		int num = money / APPLE;
		NUM -= num;
		MONEY += money;
		return num;
	}
	void ShowSalesResult()
	{
		cout << "남은 사과 : " << NUM << endl;
		cout << "판매 수익 : " << MONEY << endl;
	}
};

class FruitBuyer
{
	int MONEY;
	int APPLE;
public:
	void InitMembers(int money)
	{
		MONEY = money;
		APPLE = 0;
	}
	void BuyApple(FruitSeller& seller, int money)
	{
		APPLE += seller.SaleApples(money);
		MONEY -= money;
	}
	void ShowBuyResult()
	{
		cout << "현재 잔액 : " << MONEY << endl;
		cout << "사과 개수 : " << APPLE << endl;
	}
};

int main()
{
	FruitSeller seller;
	seller.InitMembers(1000, 20, 0);
	FruitBuyer buyer;
	buyer.InitMembers(5000);
	buyer.BuyApple(seller, 2000);
	
	cout << "과일 판매자의 현황 " << endl;
	seller.ShowSalesResult();
	cout << "과일 구매자의 현황" << endl;
	buyer.ShowBuyResult();
	return 0;
}

 

다음 FruitSaleSim.cpp 에서 '사과의 구매를 목적으로 0보다 작은 수를 전달할 수 없다' 는 조건을 유지할 수 있는 장치가 없다. 이 제약사항을 만족시킬 수 있도록 예제를 변경해보고, 안정성을 높이도록 일부 함수를 const로 지정해보자. 

 

>답

#include <iostream>
using namespace std;

class FruitSeller
{
private:
	int APPLE;
	int NUM;
	int MONEY;
public:
	void InitMembers(int price, int num, int money)
	{
		APPLE = price;
		NUM = num;
		MONEY = money;
	}
	int SaleApples(int money) const
	{
		if (money < 0)
			cout << "잘못된 값 전달" << endl;
		int num = money / APPLE;
		NUM -= num;
		MONEY += money;
		return num;
	}
	void ShowSalesResult()
	{
		cout << "남은 사과 : " << NUM << endl;
		cout << "판매 수익 : " << MONEY << endl;
	}
};

class FruitBuyer
{
	int MONEY;
	int APPLE;
public:
	void InitMembers(int money)
	{
		MONEY = money;
		APPLE = 0;
	}
	void BuyApple(const FruitSeller& seller, int money) 
	{
		if (money < 0)
			cout << "잘못된 값 전달" << endl;
		APPLE += seller.SaleApples(money);
		MONEY -= money;
	}
	void ShowBuyResult()
	{
		cout << "현재 잔액 : " << MONEY << endl;
		cout << "사과 개수 : " << APPLE << endl;
	}
};

int main()
{
	FruitSeller seller;
	seller.InitMembers(1000, 20, 0);
	FruitBuyer buyer;
	buyer.InitMembers(5000);
	buyer.BuyApple(seller, 2000);

	cout << "과일 판매자의 현황 " << endl;
	seller.ShowSalesResult();
	cout << "과일 구매자의 현황" << endl;
	buyer.ShowBuyResult();
	return 0;
}

 

- 이렇게 했는데 SaleApples에서 NUM과 MONEY를 못바꾼다는 에러가 뜬다. 어떻게 해결하는거지?

 

 

---

캡슐화

 

캡슐화란, 하나의 목적 하에 둘 이상의 기능이 모여서 하나의 목적을 달성하는 것을 말한다.

#include <iostream>
using namespace std;

class SinivelCap {
public:
	void Take() const { cout << "콧물이 나았다" << endl; }
};

class SneezeCap {
public:
	void Take() const { cout << "재채기가 멎었다" << endl; }
};

class SnuffleCap {
public:
	void Take() const { cout << "코가 뻥 뚫립니다" << endl; }
};

//이렇게 한가지 기능을 가진 세 class를 만들었다. 

class Capsule
{
private :
	SinivelCap sin;
	SneezeCap sne;
	SnuffleCap snu;
public:
	void Take() const {
		sin.Take();
		sne.Take();
		snu.Take();
	}
};

class ColdPatient
{
public:
	void TakeCapsule(const Capsule& cap) const { cap.Take(); }
};

int main()
{
	Capsule cap;
	ColdPatient sufferer;
	sufferer.TakeCapsule(cap); 
	return 0;
}

 

ColdPatient에서 파생된 객체 sufferer의 TakeCapsule함수를 호출하여 Capsule객체를 넣어주고, Take()함수를 호출하면 멤버 변수 sin, sne, snu의 Take()함수가 호출되어 세가지 cout가 출력된다.  

 

문제 04-2

 

#include <iostream>
using namespace std;

class Point
{
private:
	int xpos, ypos;
public:
	void Init(int x, int y) 
	{
		xpos = x;
		ypos = y;
	}
	void ShowPointInfo() const
	{
		cout << "[" << xpos << ", " << ypos << "]" << endl;
	}
};

class Ring {
private:
	Point p1;
	Point p2;
	int p1_radius, p2_radius;
public:
	void Init (int x1, int y1, int radius_1, int x2, int y2, int radius_2)
	{
		p1.Init(x1, y1);
		p2.Init(x2, y2); 
		p1_radius = radius_1;
		p2_radius = radius_2;
	}
	void ShowRingInfo()
	{
		cout << "Inner Circle Info.. " << endl;
		cout << "radius : " << p1_radius << endl;
		p1.ShowPointInfo();
		cout << "Outter Circle Info.. " << endl;
		cout << "raidus : " << p2_radius << endl;
		p2.ShowPointInfo();
	}
};


int main()
{
	Ring ring;
	ring.Init(1, 1, 4, 2, 2, 9);
	ring.ShowRingInfo();
	return 0;
}

 

캡슐화가 잘 된건지 모르겠다. Circle 클래스를 수정해서 radius 관련 멤버 변수를 선언해도 될 듯한데..

 

 

---

04-3  생성자와 소멸자

 

생성자란, 다음 두가지 형태를 띠는 함수를 말한다. 

• 클래스의 이름과 함수의 이름이 동일하다.
• 반환형이 선언되어 있지 않으며, 실제로 반환하지 않는다.

#include <iostream>
using namespace std;

class SimpleClass
{
private:
	int num;
public:
	SimpleClass(int n)
	{
		num = n;
	}
	int GetNum() const
	{
		return num;
	}
};

 

생성자를 이용하면 객체를 생성하는 동시에 초기화가 가능하다,

 

#include <iostream>
using namespace std;

class SimpleClass
{
private:
	int num1;
	int num2;
public:
	SimpleClass()
	{
		num1 = 0;
		num2 = 0;
	}
	SimpleClass(int n) //생성자의 함수 오버로딩이 가능하다. 
	{
		num1 = n;
		num2 = 0;
	}
	SimpleClass(int n1, int n2)
	{
		num1 = n1;
		num2 = n2;
	}
	void ShowData() const
	{
		cout << num1 << " " << num2 << endl;
	}
};

int main()
{
	SimpleClass sc1;
	sc1.ShowData();

	SimpleClass sc2(100);
	sc2.ShowData();

	SimpleClass sc3(100, 200);
	sc3.ShowData();
	return 0;
}

 

main 함수의 첫줄 SimpleClass sc1; 을 보자. SImpleClass의 객체 sc1 메소드를 선언한 케이스이다. 

SimpleClass sc1();

다음과 같이 함수를 호출하였을 때 문제점은 무엇일까? 다음 코드를 보고 원인을 분석해보자

#include <iostream>
using namespace std;

class SimpleClass
{
private:
	int num1;
	int num2;
public:
	SimpleClass(int n1 = 0, int n2 = 0)
	{
		num1 = n1;
		num2 = n2;
	}
	void ShowData() const
	{
		cout << num1 << " " << num2 << endl;
	}
};

int main()
{
	SimpleClass sc1();
	SimpleClass mysc = sc1();
	mysc.ShowData();
	return 0;
}

SimpleClass sc1()
{
	SimpleClass sc(20, 30);
	return sc;
}

 

main 함수에서 SimpleCLass sc1()은 클래스 객체의 생성이 아닌 함수의 원형 선언이 된다. 

 

#include <iostream>
using namespace std;

class FruitSeller
{
private:
	int APPLE;
	int NUM;
	int MONEY;
public:
	FruitSeller(int price, int num, int money)
	{
		APPLE = price;
		NUM = num;
		MONEY = money;
	}
	int SaleApples(int money)
	{
		int num = money / APPLE;
		NUM -= num;
		MONEY += money;
		return num;
	}
	void ShowSalesResult() const
	{
		cout << "남은 사과 : " << NUM << endl;
		cout << "판매 수익 : " << MONEY << endl;
	}
};

class FruitBuyer
{
	int MONEY;
	int APPLE;
public:
	FruitBuyer(int money)
	{
		MONEY = money;
		APPLE = 0;
	}
	void BuyApple(FruitSeller& seller, int money)
	{
		APPLE += seller.SaleApples(money);
		MONEY -= money;
	}
	void ShowBuyResult()
	{
		cout << "현재 잔액 : " << MONEY << endl;
		cout << "사과 개수 : " << APPLE << endl;
	}
};

int main()
{
	FruitSeller seller(1000,20,0);
	FruitBuyer buyer(5000);
	buyer.BuyApple(seller, 2000);

	cout << "과일 판매자의 현황 " << endl;
	seller.ShowSalesResult();
	cout << "과일 구매자의 현황" << endl;
	buyer.ShowBuyResult();
	return 0;
}

Init함수를 지우고 생성자로 멤버변수에 값을 할당하였다. 

 

멤버 이니셜라이저를 이용한 멤버 초기화(Member Initializer)

class Rectangle
{
private:
	Point upLeft;
	Point lowRight;
public:
	Rectangle(const int& x1, const int& y1, const int& x2, const int& y2)
		:upLeft(x1, y1), lowRight(x2, y2)
	{

	}
};

Rectangle 생성자안에서 사용된 upLeft, lowRight는 Rectangle 클래스의 객체이다. 

객체 upLeft의 생성과정에서 x1과 y1을 인자로 전달받는 생성자를 호출하는 코드이다. 

 

 

> Point 클래스와 Rectangle 클래스의 이니셜라이저를 이용한 생성자 flow를 이해해보자 

1단계 : 메모리 공간의 할당

// Point.h

#ifndef __POINT_H_
#define __POINT_H_

class Point
{
private:
	int x;
	int y;
public:
	Point(const int& xpos, const int& ypos);
	int GetX() const;
	int GetY() const;
	bool SetX(int xpos);
	bool SetY(int ypos);
};

#endif

#include <iostream>
#include "Point.h"
using namespace std;

Point::Point(const int& xpos, const int& ypos)
{
	x = xpos;
	y = ypos;
}


int Point::GetX() const {
	return x;
}

int Point::GetY() const {
	return y;
}

bool Point::SetX(int xpos)
{
	if (xpos < 0 || xpos >100)
	{
		cout << "벗어난 범위의 값 전달 " << endl;
		return false;
	}
	x = xpos;
	return true;
}

bool Point::SetY(int ypos)
{
	if (ypos < 0 || ypos >100)
	{
		cout << "벗어난 범위의 값 전달 " << endl;
		return false;
	}
	y = ypos;
	return true;
}

GetX랑 GetY함수는 엑세스 함수(access function)라고 하는데, 멤버 변수를 private로 선언하면서 클래스 외부에서 Point 클래스의 멤버 변수에 접근하기 위해 사용된다. 

 

2단계 : 이니셜라이저를 이용한 멤버 변수의 초기화

#ifndef __RECTANGLE_H_
#define __RECTANGLE_H_

#include "Point.h"

class Rectangle
{
private:
	Point upLeft;
	Point lowRight;

public:
	Rectangle(const int& x1, const int& y1, const int& x2, const int& y2);
	void ShowRecInfo() const;
};
#endif // !__RECTANGLE_H_

#include <iostream>
#include "Rectangle.h"
using namespace std;

Rectangle::Rectangle(const int& x1, const int& y1, const int& x2, const int& y2)
	:upLeft(x1,y1), lowRight(x2,y2)
{

}


void Rectangle::ShowRecInfo() const
{
	cout << "좌 상단 : " << '[' << upLeft.GetX() << ", ";
	cout << upLeft.GetY() << ']' << endl;
	cout << "우 하단 : " << '[' << lowRight.GetX() << ", ";
	cout << lowRight.GetY() << ']' << endl << endl;
}

Member Initializer를 이용해 x1과 y1, x2와 y2에 값을 할당한다. 

 

3단계 : 생성자의 몸체부분 실행 

#include <iostream>
#include "Point.h"
#include "Rectangle.h"
using namespace std;

int main()
{
	Rectangle rec(1, 1, 5, 5);
	rec.ShowRecInfo();
	return 0;
}

rec 객체를 생성하여 x1 = 1, y1 = 1, x2 = 5, y2 = 5 대입

Point 클래스의 생성자에 의해 upLeft의 매개변수 xpos 와 ypos에 (1,1) , (5,5)가 대입되고, 최종적으로 멤버 변수와 값은 다음과 같이 표시된다.

rec.upLeft.x  = 1

rec.upLeft.y = 1

rec.lowRight.x = 5

rec.lowRight.y  = 5

 

따라서 ShowRecInfo()에 의한 GetX() 등의 함수에 적절한 값이 호출된다. 

const변수와 마찬가지로, 참조자도 선언과 동시에 초기화가 이루어져야 한다. 

 

#include <iostream>
using namespace std;

class AAA
{
public:
	AAA()
	{
		cout << "empty object" << endl;
	}
	void ShowYourName()
	{
		cout << "I am class AAA" << endl;
	}
};

class BBB
{
private:
	AAA& ref; 
	const int& num; // 참조자가 멤버 변수로 등장했다!
public:
	BBB(AAA& r, const int& n)
		: ref(r), num(n) //ref 참조자를 r로 초기화, num 참조자를 n으로 초기화 
	{

	}
	void ShowYourName()
	{
		ref.ShowYourName();
		cout << "and" << endl;
		cout << " I ref num" << num << endl;
	}
};


int main()
{
	AAA obj1; //empty object
	BBB obj2(obj1, 20);
	obj2.ShowYourName(); // I am class AAA and I am ref num 20

	return 0;
}

이니셜라이저로 BBB 클래스의 참조자 멤버변수 ref, num에 값을 대입하였고, ShowYourName 함수에서 호출하였다.