[ch 13] 클래스 템플릿

2023.01.20
전 티스토리에 썼던 거 옮기기

#윤성우의 열혈 c++ 프로그래밍 ch 13-2 (p.540~553)

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01. 기본 예제

 

#include <iostream>
using namespace std;

template <typename T>
class Point
{
private:
	T xpos, ypos;
public:
	Point(T x=0, T y=0):xpos(x), ypos(y){} //생성자 이니셜라이저로 초기화
	void ShowPos() const ///상태 출력 함수(변경x)
	{
		cout << '[' << xpos << ", " << ypos << ']' << endl;
	}
};

int main()
{
	Point<int> pos1(3, 4); //템플릿 클래스
	pos1.ShowPos();

	Point<double> pos2(2.4, 3.6); //템플릿 클래스
	pos2.ShowPos();

	Point<char> pos3('p', 'f'); //템플릿 클래스
	pos3.ShowPos();

	return 0;
}

→ 클래스 탬플릿 기반의 객체생성에는 반드시 자료형 정보 명시하기!!! (함수 템플릿에서는 생략 가능)

 

 

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02, 클래스 탬플릿의 선언과 정의 분리 시키기

 

- 멤버 함수를 클래스 외부에 정의해보기~!~!!

#include <iostream>
using namespace std;

template <typename T>
class Point
{
private:
	T xpos, ypos;
public:
	Point(T x = 0, T y = 0); //생성자(매개변수의 디폴트 값은 클래스 템플릿 내에만 표시)
	void ShowPos() const; ///상태 출력 함수(변경x)
};

template <typename T> //외부 정의할때마다 써주기!
Point<T>::Point(T x, T y): xpos(x), ypos(y){} //생성자 외부 정의시 외부에만 이니셜라이저!

template <typename T>
void Point<T>::ShowPos() const
{
	cout << '[' << xpos << ", " << ypos << ']' << endl;
}

int main()
{
	Point<int> pos1(3, 4); //템플릿 클래스
	pos1.ShowPos();

	Point<double> pos2(2.4, 3.6); //템플릿 클래스
	pos2.ShowPos();

	Point<char> pos3('p', 'f'); //템플릿 클래스
	pos3.ShowPos();

	return 0;
}

 

 

이걸 이용해서 파일까지 완벽 분리 시켜버리기

/* test0527.h */

#ifndef __POINT_TEMPLATE_H_
#define __POINT_TEMPLATE_H_

template <typename T>
class Point
{
private:
	T xpos, ypos;
public:
	Point(T x = 0, T y = 0); //생성자(매개변수의 디폴트 값은 클래스 템플릿 내에만 표시)
	void ShowPos() const; ///상태 출력 함수(변경x)
};
#endif

/* test0527.cpp */

#include <iostream>
#include "test0527.h"
using namespace std;

template <typename T> //외부 정의할때마다 써주기!
Point<T>::Point(T x, T y): xpos(x), ypos(y){} //생성자 외부 정의시 외부에만 이니셜라이저!

template <typename T>
void Point<T>::ShowPos() const
{
	cout << '[' << xpos << ", " << ypos << ']' << endl;
}

/* test0527_main */

#include <iostream>
#include "test0527.h"
#include "test0527.cpp" //소스파일까지 안 불러오면 컴파일 에러남!!
using namespace std;

int main()
{
	Point<int> pos1(3, 4); //템플릿 클래스
	pos1.ShowPos();

	Point<double> pos2(2.4, 3.6); //템플릿 클래스
	pos2.ShowPos();

	Point<char> pos3('p', 'f'); //템플릿 클래스
	pos3.ShowPos();

	return 0;
}

 

main파일을 작성할 때 헤더파일뿐만 아니라 클래스 템플릿이 정의되어 있는 파일까지 같이 불러와줘야 됨!! 

이유,,, 동시에 컴파일되긴 하는데 서로 다른 소스파일이라 서로 내용을 참조하지 않음~~~~~!!!

그래서 

1. 헤더파일에 템플릿의 생성자와 멤버함수의 정의를 모두 넣거나

2. 위에 처럼 그냥 소스파일까지 같이 불러오거나

하면 됨

 

 

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03. 배열 클래스의 템플릿화

 

/* ArrayTemplate.h */

#ifndef __ARRAY_TEMPLATE_H_
#define __ARRAY_TEMPLATE_H_

#include <iostream>
#include <cstdlib>
using namespace std;

template <typename T>
class BoundCheckArray
{
private:
	T* arr; //템플릿 배열
	int arrlen;

	BoundCheckArray(const BoundCheckArray& arr) {} //생성자
	BoundCheckArray& operator=(const BoundCheckArray& arr) {} //대입연산자

public: //멤버 함수 선언
	BoundCheckArray(int len);
	T& operator[] (int idx);
	T operator[] (int idx) const;
	int GetArrLen() const;
	~BoundCheckArray(); //소멸자
};


/* 멤버 함수 정의
템플릿 형식 먼저 적어주고
반환형 -> 클래스 템플릿 타입 -> :: -> 함수 이름 -> (매개변수) -> 그 외 이니셜라이저나 const 등 */

template <typename T>
BoundCheckArray<T>::BoundCheckArray(int len) : arrlen(len)
{
	arr = new T[len]; //동적할당
}

template <typename T>
T& BoundCheckArray<T>::operator[] (int idx)
{
	if (idx < 0 || idx >= arrlen)
	{
		cout << "오류: 배열 범위 밖에 있음" << endl;
		exit(1);
	}
	return arr[idx];
}

template <typename T>
T BoundCheckArray<T>::operator[] (int idx) const
{
	if (idx < 0 || idx >= arrlen)
	{
		cout << "오류: 배열 범위 밖에 있음" << endl;
		exit(1);
	}
	return arr[idx];
}

template <typename T>
int BoundCheckArray<T>::GetArrLen() const
{
	return arrlen;
}

template <typename T>
BoundCheckArray<T>::~BoundCheckArray()
{
	delete[]arr;
}

#endif

/* Point.h */

#ifndef __POINT_H_
#define __POINT_H_

#include <iostream>
using namespace std;

class Point
{
private:
	int xpos, ypos;
public:
	Point(int x = 0, int y = 0); //생성자 외부 정의 예정
	friend ostream& operator<<(ostream& os, const Point& pos);
};

#endif

/* Point.cpp */

#include <iostream>
#include "Point.h"
using namespace std;

Point::Point(int x, int y) : xpos(x), ypos(y) {} //생성자 외부 정의

ostream& operator<<(ostream& os, const Point& pos) //멤버함수 외부 정의
{
	os << '[' << pos.xpos << ", " << pos.ypos << ']' << endl;
	return os;
}

/* ArrayMain.cpp */

#include <iostream>
#include "ArrayTemplate.h"
#include "Point.h"
using namespace std;

int main()
{
	cout << "int형 정수 저장" << endl;
	BoundCheckArray<int> iarr(5);
	for (int i = 0; i < 5; i++)
		iarr[i] = (i + 1) * 11;
	for (int i = 0; i < 5; i++)
		cout << iarr[i] << endl;
	cout << endl;

	cout<<"Point형 객체 저장"<<endl;
	BoundCheckArray<Point> oarr(3);
	oarr[0] = Point(3, 4);
	oarr[1] = Point(5, 6);
	oarr[2] = Point(7, 8);
	for (int i = 0; i < oarr.GetArrLen(); i++)
		cout << oarr[i];
	cout << endl;

	cout << "Point 객체의 주소 값 저장" << endl;
	typedef Point* POINT_PTR;
	BoundCheckArray<POINT_PTR> parr(3);
	parr[0] = new Point(3, 4);
	parr[1] = new Point(5, 6);
	parr[2] = new Point(7, 8);
	for (int i = 0; i < parr.GetArrLen(); i++)
		cout << *(parr[i]);

	delete parr[0];
	delete parr[1];
	delete parr[2];
	return 0;
}

출력 결과 화면~~~~~

 

 

 

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04. 문제 풀이

 

문제 1

인자로 전달되는 두 변수에 저장된 값을 서로 교환하는 SwapData라는 이름의 함수를 템플릿으로 정의해 보자. 그리고 다음 Point 클래스를 대상으로 값의 교환이 이뤄짐을 확인할 수 있도록 main함수를 구성해 보자.

/* 문제 13-1 :: 1번 */

#include <iostream>
using namespace std;

class Point
{
private:
	int xpos, ypos;
public:
	Point(int x=0, int y=0) : xpos(x), ypos(y){}
	void Showpos() const
	{
		cout << '[' << xpos << ", " << ypos << ']' << endl;
	}
};

template <typename T>
void SwapData(T& data1, T& data2) //참조를 이용하여 바꾸기
{
	T temp = data1;
	data1 = data2;
	data2 = temp;
}

int main()
{
	Point pos1(3, 4);
	Point pos2(10, 20);

	SwapData(pos1, pos2);

	pos1.Showpos();
	pos2.Showpos();

	return 0;
}

 

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문제 2

int형 배열에 저장된 값을 모두 더해서 그 결과를 반환하는 기능의 함수인 SumArray를 템플릿으로 정의하여, 다양한 자료형의 배열을 대상으로 합을 계산하는 예제를 작성해 보자.

/* 문제 13-1 :: 2번 */

#include <iostream>
using namespace std;

template <typename T>
T SumArray(T arr[], int len)
{
	T sum = 0;
	for (int i = 0; i < len; i++)
		sum += arr[i];
	return sum;
}

int main()
{
	int arr1[] = { 10, 20, 30 };
	cout << SumArray(arr1, sizeof(arr1) / sizeof(int)) << endl;
	double arr2[] = { 10.3, 20.4, 30.5 };
	cout << SumArray(arr1, sizeof(arr2) / sizeof(double)) << endl;
	return 0;
}