[C++] 복사생성자, 임시객체(cont'd)

1. 변환 생성자(Conversion Constructor)

변환 생성자는 매개변수가 1개인 생성자
매개변수가 1개인 생성자(변환 생성자)는 묵시적(implicit) 형변환이 가능하여 의도하지 않게 호출되어 문제가 발생할 수 있음
아래의 예제코드를 보면 main()함수에서 TestFunc(5);함수를 호출할 때 클래스 타입이 아닌 int 타입으로 형변환 발생
매개변수 형식이 맞지 않기 때문에 에러가 발생해야 정상이지만 아래의 코드에서는 문제 없이 실행 됨

#include <iostream>
using namespace std;

class CTestData
{
private:
    int m_nData = 0;

public:
    // 매개변수가 하나뿐인 생성자는 형변환이 가능하다. 변환 생성자라고도 함(Conversion Constructor)
    CTestData(int nParam) : m_nData(nParam)
    {
        cout << "CTestData(int)" << endl;
    }

    CTestData(const CTestData &rhs) : m_nData(rhs.m_nData)
    {
        cout << "CTestData(const CTestData &)" << endl;
    }

    int GetData() const
    {
        return m_nData;
    }

    void SetData(int nParam)
    {
        m_nData = nParam;
    }

};

void TestFunc(CTestData param)
{
    cout << "TestFunc(): " << param.GetData() << endl;
}

int main()
{
    cout << "***Begin***" << endl;
    TestFunc(5);
    cout << "***End***" << endl;
    return 0;
}

앞서 언급한 예제코드에서 소멸자를 추가하고, TestFunc() 함수의 매개변수를 CTestData param -> const CTestData &param으로 변경하여 실행결과 확인

class CTestData
{
    // 앞의 예제 중복코드 생략
    // 소멸자 추가
    ~CTestData()
    {
        cout << "~CTestData()" << endl;
    }
};

// 매개변수가 클래스 참조형으로 정의, 묵시적 형변환 발생 --> 변환 생성자 호출
void TestFunc(const CTestData &param)
{
    cout << "TestFunc(): " << param.GetData() << endl;
}
// 실행결과
// ***Begin***
// CTestData(int)
// TestFunc(): 5
// ~CTestData()
// ***End***

실행결과를 보면 CTestData(int) 변환 생성자가 호출된 것을 알 수 있음
하지만, main()함수에서는 객체를 생성하는 코드가 없음
변환 생성자가 호출되었다는 것은 객체가 생성되었다는 것을 의미
컴파일러에 의해 임시객체가 생성되고 이에 대한 참조가 TestFunc() 함수로 전달
임시객체는 함수의 종료와 함께 소멸자를 호출하여 소멸
TestFunc(5); 코드는 실제로 TestFunc(CTestData(5));와 같이 동작하게 됨
변환 생성자에 의해 묵시적 형변환이 발생하는 것을 막기 위해 explicit 키워드 선언
- 임시객체의 생성을 방지
- 사용자 모르게 변환 생성자 호출에 의한 형변환이 일어나는 것을 방지

class CTestData
{
    // 중복코드 생략
public:
    // explicit 키워드를 통해 묵시적 형변환이 일어나지 않도록 함
    explicit CTestData(int nParam) : m_nData(nParam)
    {
        cout << "CTestData(int)" << endl;
    }
    // 중복코드 생략
};

int main()
{
    TestFunc(5); // 컴파일 에러 발생!
    return 0;
}

2. 임시 객체

함수의 리턴형이 클래스인 경우 생성
순간적으로 생성되고, 소멸
다음 예제코드의 b = TestFunc(10); 부분에서 임시객체가 생성되고, 대입연산 후 소멸
CTestData &ref = TestFunc(10);과 같이 참조자를 이용하여 임시객체를 참조할 수 있음(이 경우 임시객체는 main 함수 종료 시 소멸)

#include <iostream>
using namespace std;

class CTestData
{
private:
    int m_nData = 0;
    char *m_pszName = nullptr;
public:
    CTestData(int nParam, char *pszName): m_nData(nParam), m_pszName(pszName)
    {
        cout << "CTestData(int)" << m_pszName << endl;
    }

    ~CTestData(){
        cout << "~CTestData(int)" << m_pszName << endl;
    }

    CTestData(const CTestData &rhs) : m_nData(rhs.m_nData), m_pszName(rhs.m_pszName)
    {
        cout << "CTestData(const CTestData &): " << m_pszName << endl;
    }

    CTestData& operator=(const CTestData &rhs)
    {
        cout << "operator=" << endl;
        // 값은 변경, 이름 값은 그대로 둠
        m_nData = rhs.m_nData;

        return *this;
    }

    int GetData() const
    {
        return m_nData;
    }

    void SetData(int nParam)
    {
        m_nData = nParam;
    }

};

// CTestData 객체를 반환하는 함수 --> 임시객체가 생성되는 환경
CTestData TestFunc(int nParam)
{
    // 객체 a는 지역 변수
    // 따라서 함수가 반환되면 소멸 됨
    CTestData a(nParam, "a");

    return a;
}

int main()
{
    CTestData b(5, "b");
    cout << "***Before***" << endl;

    // 함수 실행 후 결과값으로 임시객체가 생성되고, 대입 연산 후 즉시 소멸한다.
    // 대입연산 후에 임시객체가 사라지는 시점이 중요!
    b = TestFunc(10);

    cout << "***After***" << endl;
    cout << b.GetData() << endl;

    return 0;
}

// 실행결과
//  CTestData(int)b
//  ***Before***
//  CTestData(int)a
//  CTestData(const CTestData &): a <-- 임시객체 생성
//  ~CTestData(): a <-- 임시객체 소멸
//  operator=
//  ~CTestData(int)a
//  ***After***
//  10
//  ~CTestData(int)b

3. r-value 참조

대입 연산자의 오른쪽 항을 rvalue라고 함
r-value 참조자는 &가 두 번 붙음(&&rRef)

int main()
{
    // r-value 참조자 선언
    int &&data = 3 + 4;
    cout << data << endl;
    return 0;
}

연산에 의해 생성되는 r-value도 임시객체
r-value 참조자는 다음과 같은 경우에 사용
아래 예시코드에서 int &&rParam을 int &로 사용할 경우 'int'에서 'int &'(으)로 변환할 수 없습니다. 컴파일 에러 발생

// r-value 참조자형으로 매개변수를 전달 받음
void TestFunc(int &&rParam)
{
    cout << "TestFunc(int &&)" << endl;
}

int main()
{
    // r-value로 인자를 전달
    TestFunc(3 + 4);
    return 0;
}

4. 이동 시맨틱(Move Semantics)

C++11에서 추가된 개념으로 이동 생성자, 이동 대입 연산자로 구현
임시객체를 다루기 위한 기능
복사 생성자와 대입 연산자에 r-value 참조를 조합하여 새로운 생성자를 정의
임시객체의 경우 곧 소멸되기 때문에 이동 생성자를 활용하여 깊은 복사가 아닌 얕은 복사를 통해 임시객체에 접근

#include <iostream>
using namespace std;

class CTestData
{
private:
    int m_nData = 0;

public:
    CTestData()	 { cout << "CTestData()" << endl; }
    ~CTestData() { cout << "~CTestData()" << endl; }

    CTestData(const CTestData &rhs)
            : m_nData(rhs.m_nData)
    {
        cout << "CTestData(const CTestData &)" << endl;
    }

    //이동 생성자, r-value 참조자 활용
    CTestData(const CTestData &&rhs) : m_nData(rhs.m_nData)
    {
        cout << "CTestData(const CTestData &&)" << endl;
    }

    CTestData& operator=(const CTestData &ref) = default;

    int GetData() const
    {
        return m_nData;
    }

    void SetData(int nParam)
    {
        m_nData = nParam;
    }

};

CTestData TestFunc(int nParam)
{
    cout << "**TestFunc(): Begin***" << endl;
    CTestData a;
    a.SetData(nParam);
    cout << "**TestFunc(): End*****" << endl;
    return a;
}

int main()
{
    CTestData b;
    cout << "*Before***************" << endl;
    b = TestFunc(20);
    cout << "*After****************" << endl;
    CTestData c(b);

    return 0;
}

본 포스팅 내용은 이것이 C++이다를 학습한 내용을 바탕으로 요약한 글입니다. 코드에 문제가 있을 수 있으며 다소 부정확한 내용이 있을 수 있으니 참고하시기 바랍니다. 잘못된 내용이 있다면 덧글로 남겨주시면 내용을 반영하여 수정하도록 하겠습니다. 감사합니다.

[Reference]

[1] 이것이 C++이다, p.202-226