[C++] 제네릭

함수를 중복해 매개변수만 바꾸어 사용하면 편하긴 하지만, 비효율적인 동작을 하게 된다.

이를 해결하기 위해 매개변수만 바꾸어 쓸 수 있는 템플릿을 만들어 일반화 할 수 있다.

 

그 방법에 대해 알아보자!

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Template (템플릿)

- 함수나 클래스 코드를 찍어내듯 생산 할 수 있도록 일반화(Generic) 시키는 도구

 

template <class A> 
void myTemplate(A &a, A &b){
	A apple;
    apple = a;
    a = b;
    b = apple;
}

//template : 템플릿 선언 키워드 , class : 제네릭 타입 선언 A : 제네릭 타입 이름

 

//3개의 서로 다른 타입이 사용 되는 중복 함수 예제

template <classT1, classT2, classT3>
template <typename T1, typename T2, typename T3>


//typename 키워드 사용 가능

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템플릿 구체화

- 중복 함수들을 템플릿화하는 과정의 역과정

 

구체화된 함수

- 컴파일러가 함수의 호출문을 컴파일하여, 구체화를 통해 제네릭 함수로부터 구체적인 함수의 소스 코드를 만들어내는데 이 때 구체화를 통해 생성됨

 

구체화 하여 컴파일 하는 과정

1. 컴파일러는 호출문을 컴파일 할 때 해당 함수를 탐색
2. 템플릿으로 선언 된 함수 발견
3. 1번 호출문에 인자 값을 템플릿의 제네릭 타입에 대입
4. 구체화 된 함수의 소스 코드 컴파일하고 해당 함수를 호출

→ 주의!! 제네릭 타입에 유의해야 한다. (매개변수 타입 동일해야 함)

 

템플릿의 역할

- 템플릿은 그저 함수의 '틀' 이라고 할 수 있다.

제네릭 함수를 선언하고, 컴파일 시점에 구체화 시키기 위함

 

템플릿의 장단점

- 소프트웨어의 생산성, 유연성 증가 → 함수 작성 용이, 함수 재사용

- 포팅에 취약 → 컴파일러에 따라 템플릿 지원 여부 상이

- 템플릿과 관련된 컴파일 오류 빈약 → 디버깅 어려움

 

제네릭 VS 일반화 → 제네릭 = 일반화

- 템플릿을 이용해 제네릭 함수/클래스를 만들어 프로그램을 작성하는 것으로,

제네릭은 일반화라고 할 수 있다.

 

제네릭과 매크로의 차이

- 매크로는 복잡한 함수/클래스를 작성하는 것에 한계 존재 → 타입 안전성 보장 불가, 실행 중 부작용 발생 가능성 높음

반면, 제네릭은 제네릭 타입에 적용되는 실제 타입을 검사하는 구체화 과정을 거치기 때문에 타입 안전성 확보 가능

 

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제네릭 함수 예제 코드

//기본적인 구조

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

void main() {
	int a = 4, b = 5;
	myswap(a, b);
	cout << "a=" << a << "," << "b=" << b << endl;

	double c = 4, d = 5;
	myswap(c, d);
	cout << "c=" << a << "," << "d=" << b << endl;
}

//문장을 단어로 나누는 함수

#include <iostream> 
#include <string> 
#include <iterator> 
#include <algorithm> 

using namespace std; 

bool not_space(int c) 
{ 
    return !isspace(c); 
} 

bool space(int c) 
{ 
    return isspace(c); 
} 

template <class Out> 
void split(const string& str, Out os) 
{ 
    typedef string::const_iterator iter; 

    iter i = str.begin(); 

    while(i != str.end() ) 
    { 
        i = find_if(i, str.end(), not_space); 

        iter j = find_if(i, str.end(), space); 

        if(i != str.end()) 
            *os++ = string(i,j); 

        i=j; 
    } 
} 

int main() 
{ 
    string s; 

    // cout에 연결된 ostream_iterator<string>을 split 함수에 전달하여, cout에 출력한다. 
    // split가 *os에 값을 대입하는 순간 cout에 출력하게 된다. 
    while(getline(cin,s)) 
        split(s,ostream_iterator<string>(cout,"\n")); 

    // word_list라는 list에 추가하고자 하는 단어가 string이라면 
    // split(s,back_inserter(word_list)); 이 처럼 사용가능하다.  
     
    return 0; 
}