[CPP Module] 02

필요한 개념정리

New rules

cpp02를 진행할때는 따로 명시가 되지않은 경우에는 4가지를 기본으로 포함하고 있어야한다고 명시가 되어있다.

 

Default constructor ( 기본 생성자 )

해당 클래스의 객체가 인스턴스화될 때 자동으로 호출되는 특수한 종류의 멤버 함수

(생성자로 지정을 할려면 class명과 같은 이름으로 함수를 생성해야한다. 받는인자 x)

class Fixed
{
private:
	int		value;
	static const int integer = 8;
public:
	// **Default constructor**
	Fixed();
}

객체가 만들어질때 Default constructor가 호출되고 그것에 해당되는 내용이 실행된다.

 

Copy constructor ( 복사 생성자 )

기존에 있는 객체를 복사하여 생성 하는 함수

class Fixed
{
private:
	int		value;
	static const int integer = 8;
public:
	// **Copy constructor**
	Fixed( const Fixed& fixed );
};

Fixed a;
Fixed b(a);

위와 같은 형식으로 a를 인용하여 b를 생성하는 방법

Copy assignment operator ( 복사 할당 생성자 )

이미 생성된 객체에 다른 객체를 할당하여 객체를 생성하는 함수

class Fixed
{
private:
	int		value;
	static const int integer = 8;
public:
	// Copy assignment operator
	Fixed &operator = (const Fixed &other);

	~Fixed();
};

c = b;

위와 같은 방식으로 기존에 이미 생성이 되어있는 객체에 값을 덮어씌우는 방식

Destructor ( 소멸자 )

객체가 소멸될때 자동으로 호출이 되는 함수

(class명과 같은 이름으로 함수이름으로 해야하지만 소멸자의 경우에는 앞에 “~”을 붙여야한다)

class Fixed
{
private:
	int		value;
	static const int integer = 8;
public:
	// **Destructor**
	~Fixed();
};

객체가 delete fixed; 형식으로 삭제되거나 객체를 생성한 함수가 끝이나면 소멸자 함수가 실행된다.

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ex00

지금 까지 사용했던 정수형이나 부동 소수점과는 다른 고정 소수점을 만드는 것이 ex00의 목표

cpp에서는 고정 소수점이라는 개념 지원이 약해서 직접 구현을 하는 과정을 시킨다.

ex00에서는 고정 소수점을 구현하기전에 기본 바탕이 되는 함수들의 구현이 필요하다.
New rules에 있는 4개의 함수가 구현이 되어야한다.

 

const

int getRawBits( void ) const;

위와 같은 형식같이 클래스의 멤버 함수에는 const 붙을 수도 있다고 한다. 위와 같이 함수의 const가 붙은 의미는 멤버 변수의 값을 수정하지 않는다 라는 의미로 const를 붙이고, ****실제로도 const가 붙은 함수에서는 멤버 변수의 값을 수정할 수 없다.

static

ex00에서 비트 수를 저장을 할 integer라는 변수를 만들어야하는데 과제에서는 integer를 static으로 만들라고 제시가 되어있다.

그래서 class에서 사용되는 static이 무엇이길래 static으로 만들라고 하는걸까 라는 의문점이 생겨 찾아보니 class내부에 생성된 static 변수는 해당클래스에서 공유가 되는 변수라고 한다.

// class 
class Test
{
private:
		static int	num;
};

// ----------------------------------------------------------------------------

Test a;
Test b;

위와 같이 static으로 선언이 되어있다면 a에 있는 값과 b의 있는 값이 서로 공유가 된다고 생각하면된다.

대입 연산자 오버로딩

operator overloading - cppreference.com

class A;
class B;

A = B;

위와 같이 class에 class를 ‘=’ 연산자를 통해서 덮어 씌우려고 할 경우 A와 B 모두 class형태이기 때문에 대입이 불가능하다.

그래서 위와 같은 경우 해결을 할려면

Class &Class::operator = ( const Class& Class )
{
}

위와 같은 방법으로 operator를 선언을 해줘서 내부적으로 ‘=’ 이라는 연산자가 들어오면 해당 함수로 들어오게되어 어떠한 동작을 할것인지 지정을 해줄 수가 있다.

그래서 과제에서는 대입 연산자 오버로딩을 만들어야한다.

class a( 10 );
class b = a;

위와 같은 코드에서 class b에 a를 대입하는 경우이면 b라는 class가 주체가 되고 a라는 클래스는 매개함수에 들어오는 인자가 된다고 생각을 하면 된다. 그래서 즉 b == this 이고 a == Class 라고 생각을 해야한다.

 

연산자 오버로딩 (operator overloading)

오버로딩

메서드의 이름은 1개로 주고 매개변수를 다르게 하는 형식으로 메서드를 여러개 만드는 것

int sum(int a, int b)
{
	return a + b;
}

double sum(double a, double b)
{
	return a + b;
}

위와 같이 함수를 사용하면 자료형에 맞게 함수가 실행이 된다고 한다.

신기하네..

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*this와 this

this : 자기 자신의 객체

*this : 자기 자신의 클래스 그 자체

C++ this 포인터?? 그럼 *this 는 뭐지?

 

C++ 09.10 - this 포인터

위에 글들에 자세하게 설명이 되어있는 거 같다.

간단하게 정리하자면

this는 자기 자신을 나타내는 거고

*this는 자기 자신의 값을 나타낸다.

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ex01

ex00에서 조금 더 발전되어서 출력과 고정소수점에 대해서 본격적으로 다루는 파트

roundf (from <cmath>)

float roundf(float __x);

들어온 인자값을 반올림해주는 함수

operator «

operator overloading - cppreference.com

위에 있는 cpp공식문서를 참고하여 진행을 하였다.

operator << 도 operator = 와 마찬가지로 class의 출력을 따로 지원하지않다보니 구현이 필요하게된다.

// operator << 기본형태
std::ostream& operator<<(std::ostream& os, const T& obj)
{
    // write obj to stream
    return os;
}

여기에서 std::ostream 은 무엇인가 찾아보니

**ostream : 출력을 수행하는 클래스**

**istream : 입력을 수행하는 클래스** 라고 한다. 그래서 우리가 구현을 해야하는 부분이

std::cout << "a is " << a << std::endl; 를 구현해야하기 때문에 출력을 해주는 클래스인 std::ostream을 사용해주는 것이라고 생각을 해주면 된다.

그리고 해당 연산자의 경우 **std::ostream**을 기반으로 동작하는 함수이다보니 class내부에서는 선언이 불가능하다. 그래서 클래스 밖인 헤더파일에 따로 정의를 해주었다.

고정소수점

 

컴퓨터에서의 실수 표현: 고정소수점 vs 부동소수점

위에 글에 상당히 정리가 잘 되어있다.

간단하게 정리하자면

정수부와 소수부를 2진수로 저장을 할때에는 정수부는 % 2 형태로 더 이상 안나눠질때까지 2진수로 전환을 하고 소수부는 * 2 형태로 0이 나올때까지 진행을 하며 2진수로 전환하여 값을 저장하는 방식이다.

10진수를 2진수로 바꿀 때 정수부는 / 2 형태로 진행을 하고 실수부는 * 2 형태로 진행을 하면 된다.

하지만 이 과제를 진행할떄는 위에 적은 글처럼 진행이되지는 않고 10진수를 비트연산으로 크기만큼 곱하여 value에 저장하고, 값을 다시 가져올때는 저장할때 곱하여 저장하였으니 크기만큼 나눠서 다시 값을 빼오는형태로 진행을 하게 된다.

num << 1 // 곱하기 2
num >> 1 // 나누기 2

비트연산을 하여 저장할 때는 곱하여 저장하고, 출력할 때에는 나누어 출력하면 해당 내용을 출력할 수 있다.

비트연산은 float형태에는 직접적으로 할 수 없기때문에 float에 비트연상이 필요한경우에는 **value * (1 << size)** 형태로 저장을 하고 value / (1 << size) 형태로 다시 빼오는 방식을 사용할 수 있다.

실수부가 가지는 비트자리의 수

std::cout의 기본 정밀도는 6이기때문에 계산을했을때 소수점 자리가 아무리 많이 나온다고 해도

정수자리수 + 실수자리수 = 6 이 되어야만한다. ( 그래서 예제에도 다 6자리형식인 것 )

저장되는 값 : 2^8 * N

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ex02

ex01과 마찬가지로 ex02에서는 더욱 더 많은 부분들의 구현을 요구하는 파트이다.

comparison operators와 arithmetic operators의 구현을 추가로 요구하는 파트

operator overloading - cppreference.com

그래서 전과 같이 위에있는 내용들을 바탕으로 구현을 하였습니다.

comparison operators

함수의 원형은 위에 똑같이 나와있었고, class내부에 public 파트에 함수를 구현할 것이기때문에 inside부분을 참고하여 함수를 구현하였다.

int a = 5;
int b = 10;

class c( 5 );
class d( 10 );

std::cout << (a > b) << "\\n"; // print : 0
std::cout << (a < b) << "\\n"; // print : 1

class를 대소비교한다는 것은 내부에 담기는 숫자값의 크기를 비교하겠다는 의미가 되므로 그냥 변수를 대소비교했을때 나오는 값을 기준으로 값을 반환하였습니다.

arithmetic operators

comparison operators와 이하동문으로 inside부분을 참고하여 함수를 구현하였다.

int a = 5;
int b = 10;

class c( 5 );
class d( 10 );

std::cout << (a + b) << "\\n"; // print : 15
std::cout << (c + d) << "\\n"; // print : 15

이것도 대소비교와 마찬가지로 class 내부에 들어가는 값을 서로 더해서 그 값을 출력하는 함수이므로 두 값을 서로 합칠 수 있는 연산자를 구현하면 되는 파트였었다.

대소비교 연산자와의 차이점이라면 대소비교 연산자는 멤버함수 자체의 반환값이 bool 형태이지만 comparison operators의 반환값은 클래스 그 자체를 반환해야하므로
**주체가 되는 class (this)**의 값을 변환하여야한다.

T T::operator+(const T2 &b) const
{
	T temp = (this->num + b.num) >> n;
	return (temp);
}

그래서 값을 따로 담지않는 이상 a와 b는 임시로만 값이 담기는 관계이므로 a와 b의 값이 직접적으로 변하는 경우는 없으므로 매개함수에 const를 붙여주고 내부적으로는 따로 temp를 넣어 값을 변화해주었다. (다른 연산자도 이하동문)

추가적으로 위의 형식처럼 T temp에 더한 값을 담을 경우에는

T::T( const int b )
{
	this->num = (b << n);
}

위에있는 매개함수 같은 형식으로 값이 들어가기때문에 더한 값을 다시 풀어 숫자를 원형 그대로 넣어주어야한다.

increment/decrement

증감연산자에는 전위연산자와 후위연산자가 있다.

저 중에 T T::operator++(int); 는 그냥 int가 붙어있길래 뭔가하고 궁금해서 검색을 해보니

※ 후위 연산자를 오버로딩 하기 위해서 매개 변수로 int를 넘기는데 이때 int는 특별한 의미를 가지는 것이 아니라 전위/후위 연산자의 구분을 위한 것이다.

라는 답변이 있었다.

int a = 5, b = 5;
std::cout << ++a; // print : 6
std::cout << b++; // print : 5

전위 연산자와 후위연산자의 차이점은 증감되는 시간대가 전위는 출력을 할때 증감이 된 다음 바로 출력이 되고, 후위의 경우 증감이 되기전 출력이 되고 그 이후에 증감이 된다. 그래서 구현을 할때 그 부분을 신경써서 구현을 해줬어야한다.

max & min

class a;

a.function();

class::max(a, b);

max나 min 매개함수의 경우 메서드와는 다르게 아예 따로 함수로 사용을 해야하기때문에 static을 사용해서 매개함수를 만들어야한다.

const max 와 그냥 max를 따로 만들어야하는 이유는 const객체가 max 함수를 불러올경우에는 const max가 불러와지고 그냥 객체가 max 함수를 불러올 경우에는 max 함수가 불러와진다고 한다. 그래서 2개를 따로 따로 구현