[C++ 스터디] 템플릿과 표준 템플릿 라이브러리{STL}_(1)

템플릿

[ 일반화와 템플릿 ]

• 제네릭 (generic) : 함수나 클래스를 일반화시키고, 매개 변수 타입을 지정하여 틀에서 찍어 내듯이 함수나 클래스 코드를 생산하는 기법
• 템플릿 : 함수나 클래스를 일반화하는 C++ 도구로, template 키워드를 사용하여 함수나 클래스 선언
• 제네릭 타입 : 일반화를 위한 데이터 타입

 

[ 템플릿으로부터의 구체화 ]

- 구체화 (specialization) : 템플릿 함수로부터 구체화된 함수의 소스코드를 생성

#include <iostream>
using namespace std;

class Circle {
	int radius;
public:
	Circle(int radius=1) { this->radius = radius; }
    int getRadius() { return radius; }
};

template <class T>
void myswap(T &a, T &b) {
	T tmp;
    tmp = a;
    a = b;
    b = tmp;
}

int main() {
	int a=4, b=5;
    myswap(a, b);	// myswap(int& a, int& b) 함수 구체화 및 호출
    cout << "a=" << a << "," << "b=" << b << endl;
    
    double c=0.3, d=12.5;
    myswap(c, d);	// myswap(double& a, double& b) 함수 구체화 및 호출
    cout << "c=" << c << "," << "d=" << d << endl;
    
    Circle donut(5), pizza(20);
    myswap(donut, pizza);	// myswap(Circle& a, Circle& b) 함수 구체화 및 호출
    cout << "donut 반지름 = " << donut.getRadius() << ",";
    cout << "pizza 반지름 = " << pizza.getRadius() << endl;
}

 

[ 구체화 오류 ]

- 제네릭 타입에 구체적인 타입 지정 시 주의

 

[ 템플릿 장점과 제네릭 프로그래밍 ]

템플릿 장점 )

- 함수 코드의 재사용 : 높은 소프트웨어의 생산성과 유용성

 

템플릿 단점 )

- 포팅에 취약 : 컴파일러에 따라 지원하지 않을 수 있음

- 컴파일 오류  메시지 빈약, 디버깅에 많은 어려움

 

제네릭 프로그래밍 )

- 제네릭 함수나 제네릭 클래스를 활용하는 프로그래밍 기법으로 일반화 프로그램이라고도 부름

- C++에서 STL (Standard Template Library) 제공하여 활용

- 보편화되는 추세

 

제네릭 함수 예제

{ 예제 10-4 배열을 복사하는 제네릭 함수 mcopy() 함수 만들기 연습 }

#include <iostream>
using namespace std;

// 두 개의 제네릭 타입 T1, T2를 가지는 copy()의 템플릿

template <class T1, class T2>
void mcopy(T1 src [], T2 dest [], int n) {	// src[]의 n개 원소를 dest[]에 복사하는 함수
	for(int i=0; i<n; i++)
		dest[i] = (T2)src[i];	// T1 타입의 값을 T2 타입으로 변환한다.
}

int main() {
	int x[] = {1,2,3,4,5};
	double d[5];
	char c[5] = {'H', 'e', 'l', 'l', 'o'}, e[5];

	// mcopy()의 T1은 int로, T2는 double로 구체화
	mcopy(x, d, 5);		// int x[]의 원소 5개를 double d[]에 복사
	// mcopy()의 T1, T2 모두 char로 구체화
	mcopy(c, e, 5);		// char c[]의 원소 5개를 char e[]에 복사

	for(int i=0; i<5; i++) cout << d[i] << ' ';		// d[] 출력
	cout << endl;
	for(int i=0; i<5; i++) cout << e[i] << ' ';		// e[] 출력
	cout << endl;
}

 

제네릭 클래스와 예제

[ 제네릭 클래스 ]

- 제네릭 클래스 선언

- 제네릭 클래스 구현

- 클래스 구체화 및 객체 활용

 

{ 예제 10-7 제네릭 스택의 제네릭 타입을 포인터나 클래스로 구체화하는 예 }

#include <iostream>
#include <string>
using namespace std;

/* 이 부분에 예제 10-6에 작성한 MyStack 템플릿 클래스 코드가 생략되었음 */

class Point {
	int x, y;
public:
	Point(int x=0, int y=0) { this->x = x; this->y = y; }
	void show() { cout << '(' << x << ',' << y << ')' << endl; }
};

int main() {
	MyStack<int *> ipStack;		// int* 만을 저장하는 스택
	int *p = new int [3];
	for(int i=0; i<3; i++) p[i] = i*10;	// 0, 10, 20으로 초기화
	ipStack.push(p);	// 포인터 푸시
	int *q = ipStack.pop();	// 포인터 팝
	for(int i=0; i<3; i++) cout << q[i] << ' '; // 화면 출력
	cout << endl;
	delete [] p;

	MyStack<Point> pointStack;	// Point 객체 저장 스택
	Point a(2,3), b;
	pointStack.push(a);		// Point 객체 a 푸시. 복사되어 저장
	b = pointStack.pop();	// Point 객체 팝
	b.show();		// Point 객체 출력

	MyStack<Point*> pStack;	// Point* 포인터 스택
	pStack.push(new Point(10,20));	// Point 객체 푸시
	Point* pPoint = pStack.pop();	// Point 객체의 포인터 팝
	pPoint->show();		// Point 객체 출력
    
	MyStack<string> stringStack;	// 문자열만 저장하는 스택
	string s="c++";
	stringStack.push(s);
	stringStack.push("java");
	cout << stringStack.pop() << ' ‘;
	cout << stringStack.pop() << endl;
 }