C에서 포인터를 통해 참조호출을 구현하는 방법과는 근본적으로 다른 방법이
다. 포인터를 이용한 방법은 번지값이 포인터로 넘겨져 포인터에 의해 실인수
값이 변경되지만 C++에서 도입된 참조호출은 포인터라는 중간 과정을 거치지
않고 곧바로 변수를 조작한다.
참조자를 사용한 참조호출은 포인터라는 새로운 변수를 만드는 것이 아니므로
아무래도 속도가 더 빠를 수밖에 없다. 만약 C에서 참조호출을 구현하려면 다
음과 같이 포인터를 사용할 것이다.
void dubae( int *i);
dubae( &j);
포인터를 사용하는 방법은 중간 과정을 거치게 되며 포인터 변수가 실제로 생
성되지만 참조자는 이미 있는 변수와 같은 메모리를 가리키는 같은 변수이다.
새로운 변수가 생성되는 것이 아니다.
┌─────┐
│ j ├───┐
└─────┘ │
│
┌──────┐
┌───────┐
│
i │ │
i,j │
└──────┘
└───────┘
포인터를 이용한 참조호출 참조형을
이용한 참조호출
참조자는 함수의 인수로 사용될 뿐만 아니라 함수의 리턴값으로도 사용된다.
참조자가 리턴될 때 호출원으로 리턴되어 오는 것은 값이 아니라 메모리 번지
를 가지고 있는 실체(=변수 또는 객체)이다. 참조자는 최초 초기화될 때부터
다른 변수의 번지를 공유하면서 만들어지므로 메모리 번지를 가지고 있으며 따
라서 무조건 좌변값(lvalue)이며 대입식의 좌변에 놓을 수 있다.
참조자를 리턴하는 함수 또한 마찬가지로 함수 호출 구문 자체가 좌변값이 되
며 함수가 대입식의 좌변값에 놓이는 것도 가능하다. C에서는 절대로 함수가
대입식의 좌변에 놓이는 일이 없으므로 처음 보는 사람들에게는 무척이나 생소
한 문법일 것이다. 다음 예제에 참조자를 리턴하는 함수를 보인다.
#include <iostream.h>
int ar[5]={ 1, 2, 3, 4, 5 };
int &getar( int n)
{
return ar[ n];
}
void main()
{
getar(3)=100; // 함수가 식의 좌변에 놓여 있다.
for ( int i = 0; i < 5; i ++)
cout << i << " : " << ar[ i] <<
endl;
}
전역 배열 ar이 선언되어 있고 첨자 n을 인수로 주면 ar[ n]을 리턴하는 함수
getar이 선언되어 있다. main 함수의 첫 행에서 ar[3]에 100을 대입하기 위해
getar(3) = 100; 이라는 대입식을 사용하였는데 뭔가 불안해 보이고 어색해 보
이지만 전혀 문제가 없는 정상적인 대입식이다. 이 대입식에 의해 ar[3]은 100
으로 바뀌게 되며 ar 배열은 다음과 같이 변하게 된다.
0 : 1
1 : 2
2 : 3
3 : 100
4 : 5
getar(3)이 리턴하는 것은 ar[3]의 값도 아니고, 그렇다고 ar[3]의 번지도 아
니며 ar[3] 변수 그 자체를 리턴한다. 리턴되는 참조자는 ar[3]의 별칭이며 참
조자에 어떤 조작을 가하는 것은 곧 ar[3]에 어떤 조작을 가하는 것과 동일한
효과를 가져오게 된다.
┌────┬────┬────┬────┬────┐
│ ar[0] │ ar[1] │ ar[2] │ ar[3] │ ar[4] │
└────┴────┴────┴─┬──┴────┘
│
getar(3):변수 자체를 ─────┘
리턴해 준다.
단 참조자는 지역 변수를 리턴할 수는 없다.
int & func( void)
{
int i = 3;
return i; // 여기서 에러 발생
}
지역 변수를 리턴할 수 없는 이유는 참조자가 변수를 리턴하는 시점에서 함수
가 종료되고 함수 내부에서 선언된 지역 변수의 생명이 끝나기 때문에 참조자
가 리턴하는 값이 호출원에서는 아무런 의미가 없기 때문이다.
아직도 참조자가 잘 이해가 안 가는 사람은 머리 속으로 상상력을 총동원하여
컴파일러의 동작과 예제의 동작을 총체적으로 분석해보는 수밖에 없다. 나중에
class를 공부할 때 참조자는 밥먹듯이 자주 나오므로 확실하게 알아두는 것이
좋다. C를 처음 공부하는 사람이 제일 애를 많이 먹는 부분이 포인터이다. C++
을 처음 공부하는 사람이 제일 먼저 통과해야 할 관문은 참조자이다. 좀더 장
기간의 시간을 투자하여 공부할 필요가 있는 부분이므로 너무 조급한 마음을
가질 필요는 없다. 무조건 외워 버리고 나면 어느날 프로그래밍하던 도중에 완
전히 이해하게 되는 날이 있을 것이다.
나. scope 연산자
C에서는 scope rule이라는 것이 있어 변수의 통용되는 범위에 관한 규정을 하
고 있다(6장참조). 원칙적으로 같은 통용 범위에 같은 이름의 변수가 두 개 같
이 존재할 수 없지만 범위가 다른 경우에는 범위가 좁은 변수에 우선 순위를
준다. 즉 지역 변수와 전역 변수가 이름이 같을 때 함수 내부에서는 전역 변수
를 잠시 인식하지 못하며 지역 변수만을 인식한다. C에서 이런 문제를 해결하
기 위해서는 전역 변수든 지역 변수든 둘 중 한 변수의 이름을 다른 이름으로
바꾸어 주어야만 한다.
C++에서는 여기에 새로운 연산자를 첨가하여 함수 내부에서 전역 변수를 참조
할수 있도록 하고 있는데 이 연산자가 scope 연산자(범위 연산자)이며 colon을
두 개 연속적으로 붙여서 표기한다(:: 요렇게) 일단 예제를 통해 scope 연산자
의 활약을 보자.
#include <iostream.h>
void func( void);
int i;
void main()
{
i = 3;
func();
cout << "here main i= " << i << endl; // 전역
변수 i 참조
}
void func( void)
{
int i;
i = 4;
cout << "func's i=" << i << endl; // 지역 변수
i 참조
cout << "global i=" << ::i << endl; // 전역 변수 i 참조
}
전역 변수로 i가 선언되어 있고 func 함수 내부에서 또 지역 변수로 i가 선언
되어 있다.
func 함수 밖에서 i를 참조하면 전역 변수 i가 참조되고 func 함수 내부에서
는 지역 변수 i가 참조된다.
func 함수 내부에서 전역 변수 i를 참조하고자 할 때 scope 연산자를 변수 앞
에 붙여주면 된다. func 함수 내부의 두번째 printf문에서 사용한 ::i는 전역
변수 i를 의미하며 첫번째 printf문에서 사용된 i는 지역 변수 i를 의미한다.
또한 이 scope 연산자는 class와 변수 사이에 위치해 변수 또는 함수가 어느
class 소속인지를 밝혀주는 용도로도 사용된다.
다. new, delete
기존의 C 문법에서는 동적 메모리의 할당과 해제에 malloc, free 등의 함수를
사용하였다.
이러한 함수는 구조적 프로그래밍 방식에는 적합하지만 OOP적인 방식에서는
다소 한계가 있기 때문에 C가 C++로 확장되면서 새로운 형태의 동적 메모리 관
리 방법이 제기되었다.
C++에서는 동적 메모리 관리에 함수를 사용하지 않고 연산자의 형태로 제공하
는데 이 연산자가 바로 new, delete 연산자이다. 이 연산자들은 malloc, free
등의 함수들보다 진보된 방식으로 동적 메모리를 관리한다. 이 연산자들이 가
지는 여러 가지 장점들을 살펴보면 OOP적인 프로그램 방식에 적합한 기능을 가
지고 있음을 알 수 있다. 일단 이 연산자들을 사용하여 동적 메모리를 관리하
게 되면 사용하기가 간편할 뿐만 아니라 소스를 읽기가 더 쉬워진다. 또한 내
부적으로 처리되는 속도도 malloc등의 함수들보다 더 빠르다.
그리고 함수가 아닌 연산자이기 때문에 별도의 헤더 파일을 포함시킬 필요가
없으며 연산자 오버로딩을 통해 자신이 원하는 형태로 변경시키는 것도 가능하
다. new연산자를 사용하여 동적 메모리를 할당하는 기본 문법을 보자.
이어서 계속됩니다. ==============>>>>>>>
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