C++ specific한 내용들 정리 (C C++ 차이)

new, delete

동적 메모리 할당은 런타임에 메모리를 운영체제에 요청하는 방법이다.

운영체제는 힙에 메모리를 잡을 수 있으면 해당 메모리의 주소를 프로그램에 반환한다. (delete)

동적으로 할당된 변수를 모두 사용했다면 메모리를 반환해 다른 프로그램에서 재할당될 수 있게 해야한다.

 

하지만 delete는 메모리를 반환할 뿐 포인터를 삭제하는 것은 아니다.

따라서 delete 직후에 해당 포인터는 할당 해제된 메모리를 가리키는 dangling pointer가 된다.

dangling pointer를 역참조하거나 다시 delete하면 정의되지 않은 동작이 발생한다.

이를 방지하기 위해, delete 후 해당 포인터를 nullptr로 설정하자.

만약 다른 포인터가 (delete된) 같은 동적 할당 메모리를 가리키고 있다면 해당 포인터도 nullptr로 설정하자.

(가능하면 여러 포인터가 같은 동적 할당 메모리를 가리키는 것을 피하자.)

 

동적 메모리 할당 시 발생할 수 있는 다른 문제는 memory leak이다.

memory leak는 프로그램이 동적 할당된 메모리의 주소를 잃어버리는 것을 의미한다.

그러면 프로그램은 해당 메모리를 사용할 수 없으며, 운영체제 입장에서는 해당 메모리를 프로그램에서 사용 중이므로 다른 프로그램에 재할당할 수 없다.

동적 할당된 메모리를 가리키는 포인터에 (delete 없이) 다른 주소값이 할당되거나, 한 포인터에 (delete 없이) 두 번이상 동적 할당되면 memory leak가 발생한다.

int* p = new int;
delete p;
p = nullptr;

p = new int[10];
delete[] p;
p = nullptr;

 

Reference:

https://boycoding.tistory.com/204

https://en.cppreference.com/w/cpp/memory/new/operator_delete

 

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class, inheritance

클래스의 모든 멤버는 기본적으로 private이다.

 

binding, virtual function

binding이란 함수 호출부를 어느 블록에 있는 함수로 연결할 지 결정하는 것이다.

static binding은 컴파일 타임에, dynamic binding은 런타임에 binding 주소를 결정한다.

 

일반 함수는 static binding 되기 때문에 upcasting할 경우 부모 클래스의 함수가 호출된다.

가상 함수는 dynamic binding 되기 때문에 upcasting할 경우 자식 클래스 함수 호출이 가능해진다.

* upcasting: 자식 클래스 객체를 부모 클래스의 포인터로 가리키는 것

 

부모 클래스에 어떤 메서드를 구현해둘 수 없는 (혹은 구현하고 싶지 않은) 경우에도 가상 함수를 사용할 수 있다.

가령 Person 클래스를 상속받는 Student와 Teacher 클래스가 공통으로 addCourse(string s) 메서드가 필요하다고 하자. Student에서의 addCourse()와 Teacher에서의 addCourse()의 구현 자체가 다르므로 Person 클래스에서 addCourse()를 직접 호출한다는 것은 말이 되지 않는다.

이 경우 Person 클래스의 addCourse()는 순수 가상 함수(pure virtual function)로 선언하여 구현은 자식 클래스들에게 맡겨야 한다.

순수 가상 함수를 선언하면 해당 클래스는 스스로 객체를 만들어 낼 수 없는 추상 클래스(abstract class)가 된다.

 

#include<iostream>
#define NAME_SIZE 50
using namespace std;

class Person {
    int id;
    char name[NAME_SIZE];

public:
    void aboutMe(){
        cout << "I am a person.";
    }
};

class Student : public Person {
public:
    void aboutMe(){
        cout << "I am a student.";
    }
};

int main()
{
    Student* p = new Student();
    p->aboutMe(); // "I am a student."
    delete p;

    Person* q = new Student();
    q->aboutMe(); // "I am a person."
    return 0;
}

위 코드에서 Person의 aboutMe()를 virtual로 선언하면 q->aboutMe()에서 "I am a student."가 출력된다.

Person에 순수 가상 함수 addCourse()를 선언하면 Person 클래스는 추상 클래스가 된다.

 

소멸자는 객체가 소멸될 때 자동으로 호출된다. 클래스 내에서 할당한 메모리를 반환해주어야 한다.

소멸자도 가상 소멸자로 선언할 수 있으며 upcasting 시에도 잘 메모리를 반환할 수 있다.

 

Reference:

코딩 인터뷰 완전분석 책

https://junsday.tistory.com/22

https://lesslate.github.io/cpp/%EC%97%85-%EC%BA%90%EC%8A%A4%ED%8C%85-%EB%8B%A4%EC%9A%B4-%EC%BA%90%EC%8A%A4%ED%8C%85/

 

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포인터와 참조

포인터 변수의 크기는 32bit 머신에서 32bit, 64bit 머신에서 64bit이다.

어떤 자료구조를 메모리에 올리기 위해 필요한 메모리의 크기를 묻는다면 참고하자.

 

참조는 기존에 존재하는 객체에 붙는 또 다른 이름이며, 별도의 메모리를 갖지 않는다.

포인터와 달리 참조는 null이 될 수 없으며 다른 메모리에 재할당될 수도 없다.

 

Reference:

코딩 인터뷰 완전분석 책