원 하나를 표현하기 위해서는 어떠한 데이터가 필요한가에 대해 생각해보자.
우선 원은 중심을 가지며 반지름이 있고 화면상에 출력될 색상이 있어야 한다.
그래서 위치와 색상을 나타내기 위해 Point 클래스를 상속받았으며 Point 클래
스는 위치를 나타내기 위해 다시 Position 클래스를 상속받았다. Circle 클래
스는 위치, 색상은 기반 클래스에게서 상속받으며 기반 클래스에는 없는 반지
름만 Rad라는 정수형으로 추가하고 있다. 이때의 클래스 계층은 다음과 같이
될 것이다.
┌──────────────┐
│ Position
│ 위치(px,py)를 표현
└───────┬──────┘
│
\│/
┌───────┴──────┐
│ Point
│ 색상 Color를 추가
└───────┬──────┘
│
\│/
┌───────┴──────┐
│ Circle
│ 반지름 Rad를 추가
└──────────────┘
이 예제를 실행시키면 빨강색 원이 하나 그려지고 우측으로 이동하다가 점점
커진다. 어째서 그렇게 되는지 main 함수를 분석해보자. 53행에서 Circle형의
객체 WON이 만들어지게 되고 실제 메모리가 할당된다. 객체가 생성된 직후에
객체 생성자 Circle::Circle()이 호출되며 이때 전달되는 인수는 (200,100,4,5
0)이다. Circle 생성자에서는 전달받은 인수 중 앞의 세 개를 다시 Point 객체
에게 넘겨 중심점과 색상을 초기화하도록 시킨다.
Point::Point() 생성자에서는 Circle() 생성자로부터 전달받은 인수 (200,100
,4) 중 앞의 두 인수 (200,100)을 다시 Position 객체에게 념겨 위치를 초기화
하도록 시켰다. Position 생성자가 위치를 초기화시키고 복귀하면 Point 생성
자는 색상을 초기화시킨 후 복귀하고 Circle 생성자는 자기가 가지고 있던 마
지막 인수를 사용해 반지름을 초기화시키고 Circle 객체 WON의 초기화는 끝나
게 된다. 전체 초기화 과정을 도시하면 다음과 같은 모양이 될 것이다.
C i r c l e ( 2 0 0 , 1 0 0 , 4 , 5 0)
───┬─────
──
│
7.Rad초기화
┌───────┘ /│\
│ 1.Point로 넘김 │6.복귀
\│/ │
P o i n t ( 2 0 0 , 1 0 0 , 4 )
───┬───
──
│
5.Color 초기화
┌──────┘ /│\
│ 2.Position으로 │4.복귀
\│/ 넘김 │
P o s i t i o n ( 2 0 0 , 1 0 0 )
───────
3.px,py
초기화
객체 생성과 초기화가 끝나면 54행으로 내려와 Show 멤버 함수를 호출하는데
여기서 한 가지 중요한 규칙을 발견할 수 있다. Show 멤버 함수는 Point 클래
스에도 있고 Circle 클래스에도 있으며 서로 그 모양이 다르다. Circle 클래스
가 Point 클래스로부터 파생되어 데이터 멤버와 멤버 함수들을 상속받지만 객
체를 출력하는 Show 함수는 그대로 상속받기가 곤란하다. 점을 찍는 명령과 원
을 그리는 명령이 분명히 구분되기 때문이다. 그래서 Circle 클래스에서는 Poi
nt 클래스로부터 Show 함수는 상속을 받지 않으며 자신만의 Show 함수를 가지
게 된다.
기반 클래스에 있는 멤버 함수와 이름과 인수의 형이 완전히 같은 함수를 파
생 클래스에서 정의하게 되면 기반 클래스에 있는 멤버 함수는 상속이 되지 않
고 파생 클래스에서 새롭게 정의한 멤버 함수가 사용된다. 이런 식으로 파생
클래스에서 기반 클래스에 있는 멤버 함수를 직접 상속받지 않고 독자적으로
함수를 다시 정의하는 것을 함수의 오버로딩이라 한다.
54행에서 호출되는 Show 함수는 Point::Show()가 아니라 Circle::Show()가 되
며 점이 아닌 원이 그려진다. Show 함수뿐만 아니라 Moveto, Hide 함수 등도
마찬가지 경우에 해당된다. Point 클래스로부터 Circle 클래스가 파생되는 과
정은 다음 그림과 같다. 어떤 멤버가 상속되고 어떤 멤버가 다시 만들어지는가
를 주의깊게 살펴볼 필요가 있다.
기반 클래스의 모든 멤버를 상속받되 단 파생 클래스에서 기반 클래스와 같은
이름의 멤버를 정의할 때는 상속을 받지 않는다. 55행의 i 루프에서 원을 이동
시킨다. 이때 호출되는 Moveto도 마찬가지로 기반 클래스에서 상속받은 것이
아니므로 Circle에서 정의한 멤버 함수 Moveto가 되며 점이 이동하는 것이 아
니라 원이 이동하게 된다. 57행의 j 루프에서는 Resize 함수가 호출되어 원의
크기를 변경시킨다. 이때 Resize는 기반 클래스에는 있지 않았던 멤버 함수로
Circle 클래스에서 추가한 멤버 함수이다. 여기까지 실행된 후에 프로그램이
종료된다.
나. 가상 함수
예제 EX19-4.cpp에서는 이차 상속과 기반 클래스의 멤버 함수를 오버로딩시키
는 방법에 대해 알아보았다. 어차피 원을 그리는 routine과 점을 찍는 routine
이 다르기 때문에 Show 함수는 그대로 상속받을 수 없는 상황이기는 하다. 하
지만 한 가지 민감한 문제가 있다. Circle 클래스에서 정의한 Moveto 함수와 P
oint 클래스에 있는 Moveto 함수를 비교해보아라.
void Circle::Moveto(int nx,int ny)
void Point::Moveto(int nx,int ny)
{
{
Hide();
Hide();
px=nx;
px=nx;
py=ny;
py=ny;
Show();
Show();
delay(50);
delay(100);
}
}
Show와 Hide 함수는 두 클래스간에 차이가 나지만 위치를 옮기는 Moveto 함수
는 그렇지가 못하다. 함수의 이름도 같고 리턴값, 인수도 모두 같고 더구나 함
수의 본체까지 단 한 자의 글자도 틀리지 않고 완전히 동일하다. 어떤 도형이
든지 위치를 옮긴다는 것은 원래의 위치에 있는 도형을 지우고 새 위치에 도형
을 다시 그리는 과정이기 때문에 원이든 점이든 육면체든 아무리 도형이 달라
도 위치를 옮기는 함수는 같을 수밖에 없다.
함수가 이렇게 같아진다면 Moveto 함수는 Point 클래스에 있는 Moveto를 Circ
le 클래스에서 그대로 상속을 받아도 문제될 것이 없다. 글자 한 자 안 틀린
함수를 상속받아 쓰는데 무슨 문제가 있겠는가? 곰곰히 생각해보라. 그러나 사
실은 상속이 불가능하다. 과연 그런지 한번 실험을 해보자. Circle 클래스의 M
oveto 함수를 없애버리면 오버로딩이 되지 않으므로 Point 클래스의 Moveto 함
수를 상속받을 것이다.
그러기 위해 EX19-4.cpp에서 14행과 34~41행을 주석으로 묶어 없애버린 후 실
행을 시켜 보자. 컴파일이 되고 에러가 안나는 걸로 봐서는 문법적으로 잘못된
것은 없다. 그러나 결과는 원이 움직이는 것이 아니라 점이 움직인다. 똑같은
모양의 함수를 상속받았는데 왜 이런 문제가 발생하는가?
그 이유는 표면적으로 같아 보이는 Point::Moveto와 Circle::Moveto가 사실은
서로 다른 함수이기 때문이다. 뭐가 다른가 하면 Point::Moveto의 Hide(), Sho
w()는 Point::Hide(), Point::Show()를 호출하고 Circle::Moveto는 Circle::Hi
de()와 Circle::Moveto()를 호출하기 때문이다.
즉 Point형의 객체에서 호출하는 Moveto 함수의 본체에서 호출하는 Hide(), S
how() 함수는 Point 클래스의 멤버 함수인 Hide(), Show()이고 반대로 Circle
형 객체가 호출하는 Moveto 함수의 본체에서 호출하는 Hide(), Show()는 Circle
클래스의 멤버 함수인 Hide(), Show()라는 것이다.
똑같은 본체를 가진 함수이지만 그 본체 내부에서 호출하는 함수가 다르다.
두 개의 Moveto 함수의 본체에서 호출하는 함수가 컴파일시에 이미 결정되어
있는 정적 바인딩을 하기 때문이다. 이 상태에서 Circle::Moveto를 없애버리고
Point::Moveto를 상속받아 쓰게 되면 당연히 원이 움직이는 것이 아니라 점이
움직이게 된다. 이런 문제를 해결하기 위해서 도입된 것이 가상 함수이다.
가상 함수의 정의에 의해 컴파일시에 정적 바인딩을 하는 것이 아니므로 Move
to 함수가 호출하는 Hide(), Show() 함수가 어떤 클래스의 멤버 함수로 결정되
는 가는 실행시에 판가름난다. 위의 예제를 가상 함수로 만들기 위해 다음과
같이 한다.
앞에서 했던 것처럼 EX19-4.cpp에서 14행과 34~41행을 주석으로 묶어 Circle
클래스에서 Moveto 멤버 함수를 없앤다. 이렇게 하면 Circle 클래스는 Point
클래스로부터 Moveto 함수를 상속받는다. EX19-3.h에서 23행 24행에 virtual
을 삽입하여 다음과 같이 만든다.
virtual void Hide();
virtual void Show();
이렇게 함에 따라 Hide(), Show() 함수는 가상 함수로 선언되며 Hide(), Show
()의 호출은 컴파일시에 결정되지 않고 실행시에 결정된다. 가상 함수로 만들
어진 후 실행시켜 보면 원이 제대로 이동하는 것을 볼 수 있다.
*) 그림 생략
Moveto에서 호출하는 가상 함수들이 어떻게 실행시에 결정되는가는 Moveto 함
수를 호출한 객체가 어떤 클래스 소속인가에 따라 달라진다. Point형의 객체가
호출하면 Point 클래스에 속한 멤버 함수가 호출되며 Circle형의 객체가 호출
하면 Circle 클래스에 속한 멤버 함수가 호출된다.
멤버 함수에 의해 호출되는 또 다른 멤버 함수들이 주로 가상 함수로 선언된
다. Hide(), Show() 함수가 클래스 외부에서 직접 호출되는 것이 아니라 클래
스 내부의 Moveto 멤버 함수가 호출하는 것이다. virtual이라는 키워드를 사용
하여 멤버 함수를 가상 함수로 선언하는 것은 기반 클래스에서 한번만 해도 상
관없다.
기반 클래스에서 가상 함수로 정의된 함수가, 파생 클래스에 동일 이름, 동일
인수, 동일 리턴값으로 재정의되면 파생 클래스에 있는 함수도 자동적으로 vir
tual이 있건 없건 가상 함수가 된다.
이어서 계속됩니다. ==============>>>>>>>
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