[기술 면접] 01.C++
Romanticism-GameDeveloper 님의 게임 개발자 면접 정리본과 평생 공부 블로그의 자료를 참고로 만든 정리 자료입니다.
C++
struct와 class
- 공통점
- 사용자 정의 데이터를 정의할 때 사용
- 데이터 멤버와 함수를 가질 수 있음
- 차이점
- struct는 단순 데이터의 집합체로 사용됨 / 기본 접근지정자는 public / 스택 할당 / 값 형식
- class는 객체 지향 프로그래밍에서 객체를 정의하기 위해 사용 / 기본 접근 지정자는 private / 힙 할당 / 참조 형식
- 초기화 방식도 아래 방식처럼 차이가 있음
struct SomeStruct
{
int var;
int varPrivate;
};
class SomeClass
{
int var;
int varPrivate;
};
int main(){
SomeStruct someS = {1, 2};
SomeClass someC = {1, 2}; // ERROR
}
포인터와 정적 배열
int array[5] = {0, 1, 2, 3, 4};
int * ptr = array;
- 포인터와 배열 이름은 일맥상통 하는 면이 있다
- 배열의 이름은 포인터 상수나 마찬가지 (변하지 않는 주소 값)
- 배열의 이름은 배열의 첫번째 원소의 주소
- array와 &array[0]은 같다
- 배열의 첫번째 원소를 간접 참조
- *array와 array[0]은 같다
- ptr 포인터 변수가 array 배열의 주소를 담게 되었으니 이제 ptr로 array 배열에 간접참조 가능
- 배열의 이름과 포인터의 차이
int array[5] = {0, 1, 2, 3, 4};
int * ptr = array;
sizeof(array) // 20, 배열의 총 메모리 크기 리턴
sizeof(ptr) // 4, 포인터의 크기만 리턴
- 함수 파라미터로 배열을 넘길 때
void printArray(int * array)
{
cout << sizeof(array) << endl;
// 지역변수 array에 배열의 이름이 들어오든 포인터가 들어오든 지역변수 array는 포인터이므로 언제나 4가 출력될 것.
}
int main()
{
int array[5] = {0, 1, 2, 3, 4};
int * ptr = array;
printArray(array); // 배열의 주소가 printArray 함수 내부의 array 지역변수에 대입된다.
printArray(ptr); // 포인터 ptr 값이 printArray 함수의 지역변수 array에 대입된다.
}
- 함수의 매개변수로 배열을 전달할 때는 포인터로서 전달된다. (주소만 복사되서 넘어감)
- 매개변수를 포인터로 선언해서 배열의 이름만 복사하여 넘겨주면 포인터로 배열 원소에 접근할 수 있으므로 효율적이다.
- 구조체 혹은 클래스의 멤버로 속한 배열을 매개변수로 넘길 때
- 포인터로 전환되지 않고 배열 그 자체가 그대로 넘겨짐
malloc/free vs new/delete
- malloc/free는 함수, new/delete 연산자인게 가장 큰 차이점
- malloc/free
- #include “stdlib.h” 헤더에 포함
- malloc는 void함수이기 때문에 반환받은 걸 해당 타입의 포인터로 형변환하는 과정이 필요
- 생성자를 호출할 수단이 없기에 초기 값을 줄 수 없다는 단점이 있다
- free도 소멸자를 부르는게 아닌 함수 호출
- malloc으로 할당한 경우에는 realloc을 활용해 메모리 크기를 조정할 수 있다.
- new/delete
- new/delete는 기본적으로 C++ 내 있는 키워드로 따로 include 할 필요 없음
- new를 했을 시에는 반환값이 해당 타입의 포인터로 자동 반환이 됨
- 생성자를 호출 해 초기값을 줄 수 있음
- delete는 소멸자를 호출해 줌
- new로 할당한 경우 직접적으로 메모리 크기를 조정할 수 없음 => 재할당이 많다면 malloc이 더 나은 방법이 될 수 있다.
Overloading / Override
- 오버로딩 : 같은 이름의 함수에 인자를 다르게 해 다른 함수가 실행되게 하는 것
오버라이드 : 상속 관계에서 부모 클래스의 가상 함수를 자식 클래스에서 재정의 하는 작업
- 오버로딩 특징
- 함수명이 같은 경우
- 리턴 타입이 같은 경우
- 인자의 종류, 갯수가 달라 구분이 되는 경우
- 인자의 이름만 다르다면 오버로딩 불가능 (같은 함수로 처리해 컴파일 불가능)
- 인자의 const성으로 구분은 포인터 종류만 가능
void Func(int& a)
{
cout << "normal reference a";
}
void Func(const int& a)
{
cout << "const reference a";
}
void Func(int* a)
{
cout << "normal pointer a";
}
void Func(int a)
{
cout << "just a";
}
// void Func(const int a)
// {
// cout << "const a";
// } // !Error
위에서 일반 변수로 들어온 a의 경우 const 유무에 상관없이 복사를 하기 때문에 const로 받는지 아닌지를 판단해야할 이유가 없음. 함수 외부의 변수가 영향을 받을 일이 없기 때문.
단 포인터나 참조의 경우 이게 const인지 아닌지에 따라서 함수 외부 값이 변경될 우려가 있기에 const 유무에 따른 오버로딩을 지원하게 되는 것.
- 오버라이드 특징
- 함수에 없던 const성을 파생 클래스에서 재정의할 수 없다
class Base
{
public:
virtual void Print(int a) {cout << a;}
};
class Derived : public Base
{
public:
// Error!
virtual void Print(const int a) const override {cout << a;}
};
- 파생클래스에서 인자에 const를 붙일 수 있다
class Base
{
public:
virtual void Print(int a) {cout << "Base\n"}
};
class Derived : public Base
{
virtual void Print(cont int a) override {cout <<"Derived\n"}
};
- 함수 인자의 기본 값은 파생클래스에서 재정의할 수 없다
#include <iostream>
using namespace std;
class Base
{
public:
virtual void Print(int a = 1) {cout << a;}
}
class Derived : public Base
{
public:
virtual void Print(const int a = 3) override {cout << a;} // 파생클래스에서 정의된 값은 무시
}
int main()
{
Base* b1 = new Base();
Base* b2 = new Derived();
b1->Print(); // 1
b2->Print(); // 1
}
const 키워드
const는 해당 값이 상수임을 지정하고 프로그래머가 초기화 외 이를 수정할 수 없게 하는 키워드
const와 포인터
- 포인터 * 의 위치에 따라 const는 의미를 다르게 가지게 됨
// *의 왼쪽에 오는 const의 경우에는 가리키는 값에 대해 상수화를 한다는 의미
const int* var = &someNumber;
someNumber = 2; // OK
*var = 2; // Error!, 주소값이 상수화되어 고정됬으므로 변경불가
// *의 오른쪽에 오는 경우에는 포인터 변수가 상수화되어 가리키는 주소를 고정한다는 이야기
int* const var = &someNumber;
var = 2; // OK
var = &anotherNumber; // Error!, 주소 고정이므로 변경 불가
- 클래스에서 const
멤버변수의 const는 위의 의미를 따라 한번 결정되면 변하지 않은 값을 의미. 클래스에서 선언하면 반드시 초기화 해줘야 하며 C++11부터는 클래스 내부에서 const auto var = 1과 같은 형태의 선언이 가능하지만 대부분의 경우 생성자의 초기화 리스트에서 초기화를 함
- 멤버 함수의 const는 반환값이 const 이냐, 함수가 const이냐에 따라 달라짐
- 반환값이 const라면 당연하게도 반환값이 상수
- 함수가 const인 경우에는 해당 함수 내에서 멤버 변수들을 읽기 전용으로 본다는 뜻
- 멤버 변수에 대한 수정(할당)등을 할 수 없음
- 다른 멤버 함수를 부를 때는 const인 함수만 호출 가능
static 키워드
- static 멤버 변수
클래스의 static 멤버 변수는 모든 클래스의 인스턴스들이 공유하는 멤버로 프로그램의 수명 내 한 번만 초기화되면서 계속해서 메모리에 올라가 있게 됨
class Some
{
private:
static int var;
// Some() : var(1) {} // 생성자 내에서도 초기화 불가능
}
int Some::var = 0; // 전역 범위에서 초기화 가능
만일 헤더와 cpp 파일을 분리해서 개발하는 경우 반드시 cpp파일에서 초기화 해야 함
이 멤버의 접근 지정자가 private이라 하더라도 전역범위 초기화가 가능
다만 static const 변수의 경우 클래스에서 초기화 하는 것이 가능. 이는 const의 특성 상 값을 변경하는게 불가능하며 컴파일 타임 초기화되므로 가능
- static 멤버 함수
클래스 내 static함수는 모든 클래스가 공유하는 함수로 객체와는 관계없이 호출 가능
이 함수 내에서는 일반 멤버 변수, 즉 this가 붙는 멤버에 대해서는 연산을 할 수 없습니다. 다만 static 멤버 변수, 함수에 대한 연산을 사용할 수 있습니다.
가상소멸자
가상소멸자(Virtual Destructor) : virtual로 선언된 소멸자
#include <iostream>
using namespace std;
class A
{
private:
char* strA;
public :
A(char* str)
{
strA = new char[strlen(str) + 1];
}
~A()
{
cout << "~A" << endl;
delete []strA;
}
};
class B : public A
{
private:
char* strB;
public:
B(char* str1, char* str2) : A(str1)
{
strB = new char[strlen(str2) + 1];
}
~B()
{
cout << "~B" << endl;
delete[]strB;
}
};
int main()
{
A* ptr = new B("one", "two");
delete ptr;
return 0;
}
// 결과 : ~A
- 객체의 소멸을 Base 포인터인 A 포인터로 명령하니, A 클래스의 소멸자만 호출됨
- strB가 남아있어 메모리 누수가 발생
가상소멸자를 사용하여 포인터 변수의 자료형에 상관없이 모든 소멸자가 호출되게 함
- 상속 관계가 있다면 가상 소멸자를 선언해 주는 것이 유리
- 부모클래스에 virtual 키워드를 붙이면 자식 클래스의 소멸자는 자동으로 virtual이 된다
- 소멸자의 호출 순서 : 자식 -> 부모 클래스 순으로 불림
