💡해당 게시글은 방송통신대학교 이병래 교수님의 'C++ 프로그래밍' 강의를 개인 공부 목적으로 메모하였습니다.

학습 개요

객체 지향 프로그래밍의 기본적 개념을 바탕으로 클래스를 선언하고 객체를 정의하여 사용하는 기본적인 구문에 대하여 학습함
클래스 선언문의 기본 형식과 클래스를 선언하기 위해 소스 파일을 구성하는 방법 등 프로그램 작성을 위한 기본적인 사항을 다룸
생성자와 소멸자를 이용하여 객체가 생성될 때와 소멸될 때 처리해야 할 작업이 자동적으로 이루어지도록 프로그램을 작성하는 방법을 학습함

학습 목표

데이터 멤버와 멤버 함수로 구성되는 클래스를 선언할 수 있음
클래스 선언을 위해 필요한 소스 파일을 만들어 프로젝트를 구성할 수 있음
생성자를 이용하여 객체 생성과 함께 초기화되도록 클래스를 선언할 수 있음
소멸자를 이용하여 객체 소멸 과정에서 필요한 정리 작업을 수행할 수 있도록 클래스를 선언할 수 있음

주요 용어

클래스(class)
- 프로그램이 표현하고자 하는 대상(객체)이 어떠한 속성(데이터 멤버)을 저장하고 있어야 하고, 어떤 행위(멤버 함수)을 할 수 있는 가를 선언한 것
객체(object)
- 클래스의 실제 사례(instance)에 해당되며, 고유한 속성 값(데이터 멤버의 값)을 가지며, 이를 바탕으로 클래스에 정의된 행위를 할 수 있음
캡슐화(encapsulation)
- 객체 내부의 상세한 구현 부분과 사용자의 관점을 분리하는 것을 나타냄
- 사용자는 객체의 내부 요소를 직접 사용할 수 없으며, 공개된 인터페이스를 통해 객체를 사용함
생성자(constructor)
- 객체가 생성될 때 수행할 작업을 정의하는 특수한 멤버 함수로, 객체의 초기화 작업을 수행함
소멸자(destructor)
- 객체가 소멸될 때 수행할 작업을 정의하는 특수한 멤버 함수로, 객체가 가지고 있는 자원을 반납하는 등의 처리를 담당함

강의록

클래스 선언과 객체 정의

객체

객체(object)란?
- 소프트웨어 시스템 안의 어떠한 대상을 표현한 것으로
  - 정해진 처리를 수행할 수 있음
    - 행위, 메소드, 멤버 함수
  - 처리 과정에 따라 내부 상태가 변화할 수 있음
    - 속성, 데이터 멤버
  - 다른 객체와 상호 작용 할 수 있음
    - 메시지 전달(멤버 함수 호출)

클래스

클래스(class)란?
- 객체의 설계도
- 객체가 포함할 데이터 멤버의 선언과 멤버 함수의 정의를 포함함

클래스 선언

클래스 선언문의 형식

  
  class ClassName {
  가시성_지시어_1:
    데이터 멤버 선언;
    멤버함수 선언; // 원형 선언 또는 멤버 함수 정의
  가시성_지시어_2:
    데이터 멤버 선언;
    멤버함수 선언; // 원형 선언 또는 멤버 함수 정의
  };

가시성 지시어

클래스의 멤버가 공개되는 범위를 나타냄
종류
- private, public, protected
공개 범위
가시성 지시어 공개 범위
private (디폴트) 소속 클래스의 멤버 함수
친구 클래스의 멤버 함수 및 친구 함수
그 외의 범위에는 비공개
public 전 범위

가시성 지시어	공개 범위
`private` (디폴트)	소속 클래스의 멤버 함수
	친구 클래스의 멤버 함수 및 친구 함수
	그 외의 범위에는 비공개
`public`	전 범위

용도

가시성 지시어	용도
`private` (디폴트)	정보 은닉을 위해 사용됨
	클래스의 구현을 위한 내부 상태(데이터 멤버)는 일반적으로 `private`으로 지정함
`public`	주로 외부에 제공할 인터페이스를 공개하기 위해 사용됨

캡슐화(encapsulation)
- 객체 내부의 상세한 구현 부분과 외부 사용자의 관점을 분리함
  - 내부 속성 등 구현에 대한 부분은 공개하지 않으며(정보 은닉), 객체 외부에서는 공개된 인터페이스를 통해 객체를 사용할 수 있음

클래스의 예 - `Counter`클래스

Counter클래스
- 계수기를 나타내는 클래스를 선언하라.
- 계수기 객체는 값을 0으로 지울 수 있고, 값을 1씩 증가 시킬 수 있으며, 현재의 계수기 값을 알려줄 수 있다.
행위
멤버함수 비고
void reset() 계수기의 값을 0으로 지움
void count() 계수기의 값을 +1 증가 시킴
int getValue() 계수기의 현재 값을 알려 줌
속성
Counter
-value: int
+reset(): void
+count(): void
+getValue(): int

멤버함수	비고
`void reset()`	계수기의 값을 0으로 지움
`void count()`	계수기의 값을 +1 증가 시킴
`int getValue()`	계수기의 현재 값을 알려 줌

Counter
-value: int
+reset(): void
+count(): void
+getValue(): int

Counter 클래스의 선언 - Counter.h

  
#ifndef COUNTER_H_INCLUDED
#define COUNTER_H_INCLUDED

class Counter { // 클래스 Counter의 선언 시작
    /**
    * Counter의 멤버 선언
    **/
};

#endif // COUNTER_H_INCLUDED

객체의 정의 및 사용

객체 정의 형식

  
  ClassName objName;
  ClassName objName1, objName2, ······;

ex)

  
  int main()
  {
      Counter c1, c2;
  }

객체 사용 형식

객체 이름에 멤버 선택 연산자(.)를 사용하여 객체의 멤버를 액세스함

  
  cin >> objName.dataMember;
  objName.memFunc( );

객체의 멤버 함수 안에서 그 객체에 속한 멤버를 사용할 때는 멤버 이름만으로 액세스함

ex)

  
  class Counter {
      int value;
            
  public:
      void reset()
      { value = 0; }
            
      void count()
      { ++value; }
            
      int getValue() const
      { return value; }
  };

  
  int main() {
      Counter c;
      c.reset();
      c.count();
  }

Counter 객체의 정의 및 사용 - CntMain.cpp

private멤버 접근하기 때문에 오류 발생

  
  #include <iostream>
  #include "Counter.h"
  using namespace std;
    
  int main()
  {
      Counter cnt; // Counter 객체의 정의
      cnt.value = 0; // 계수기를 0으로 지움
      cout << "계수기의 현재 값 : " << cnt.value << endl;
      cnt.value++; // 계수기를 1 증가시킴
      cnt.value++;
      cout << "계수기의 현재 값 : " << cnt.value << endl;
      return 0;
  }

  
  class Counter {
      int value;
        
  public:
      void reset()
      { value = 0; }
        
      void count()
      { ++value; }
        
      int getValue() const
      { return value; }
  };

올바른 사용 법

  
  #include <iostream>
  #include "Counter.h"
  using namespace std;
    
  int main()
  {
      Counter cnt; // Counter 객체의 정의
      cnt.reset(); // 계수기를 0으로 지움
      cout << "계수기의 현재 값 : " << cnt.getValue() << endl;
      cnt.count(); // 계수기를 1 증가시킴
      cnt.count();
      cout << "계수기의 현재 값 : " << cnt.getValue() << endl;
      return 0;
  }

cnt:Counter
-value ?

cnt:Counter
-value 0

cnt:Counter
-value 1

cnt:Counter
-value 2

`const`멤버 함수

데이터 멤버의 값을 수정하지 않는 멤버 함수

Counter.h

  
  class Counter {
      int value;
  public:
      void reset()
      { value = 0; }
            
      void count()
      { ++value; }
            
      int getValue() const
      { return value; }
  };

  
  const Counter c;
  int n = c.getValue(); // OK!
  c.count(); // 오류

Counter.h

  
  class Counter {
      int value;
  public:
      void reset()
      { value = 0; }
            
      void count()
      { ++value; }
            
      int getValue()
      { return value; }
  };

  
  void f(Counter& c)
  {
      c.count();
      cout << c.getValue();
  }

오류

  
  void g(const Counter& c)
  {
      cout << c.getValue();
  }

Counter.h

  
  class Counter {
      int value;
  public:
      void reset()
      { value = 0; }
            
      void count()
      { ++value; }
            
      int getValue() const
      { return value; }
  };

  
  void f(Counter& c)
  {
      c.count();
      cout << c.getValue();
  }

  
  void g(const Counter& c)
  {
      cout << c.getValue();

  }

소스 파일의 구성

생성자

생성자(constructor)
- 객체가 생성될 때 수행할 작업을 정의하는 특수한 멤버 함수
- 생성자에 인수를 전달할 수 있도록 매개 변수를 선언할 수 있음
- 생성자를 여러 개 다중정의할 수 있음
생성자의 특성
- 클래스의 이름을 사용하여 선언함
- 생성자 머리에 반환 자료형을 표시하지 않으며, return명령으로 값을 반환할 수 없음
- 생성자를 public으로 선언해야 클래스 외부에서 객체를 생성할 수 있음

생성자 선언 형식

  
  class ClassName {
    
  public:
      // 생성자
      ClassName(fParameterList){
          // 객체 생성을 위한 준비 작업
      }
  };

생성자의 예 - `Counter`클래스

Counter.h (생성자 없는 버전)

  
  class Counter {
      int value;
        
  public:
      void reset()
      { value = 0; }
        
      void count()
      { ++value; }
        
      int getValue() const
      { return value; }
  };

CntMain.cpp

  
  int main()
  {
      Counter cnt;
      cnt.reset();
      cout << "계수기의 현재 값 : " << cnt.getValue() << endl;
      cnt.count();
      cnt.count();
      cout << "계수기의 현재 값 : " << cnt.getValue() << endl;
      return 0;
  }
        

cnt:Counter
-value 0

Counter.h (생성자 있는 버전)

  
  class Counter {
      int value;
  public:
      Counter()
          { value = 0; }
        
      void reset()
          { value = 0; }
        
      void count()
          { ++value; }
        
      int getValue() const
          { return value; }
  };

CntMain.cpp

  
  int main()
  {
      Counter cnt;
      // cnt.reset();
      cout << "계수기의 현재 값 : " << cnt.getValue() << endl;
      cnt.count();
      cnt.count();
      cout << "계수기의 현재 값 : " << cnt.getValue() << endl;
      return 0;
  }

cnt:Counter
-value 0

초기화 리스트

초기화 리스트
- 생성자의 머리에 데이터 멤버를 초기화하는 값들을 나열한 리스트
- 데이터멤버이름{초깃값}형태로 초깃 값을 지정

Counter.h

  
  class Counter {
      int value;
  public:
      Counter() : value{0} { } // 생성자
  };

소멸자

소멸자(destructor)
- 객체가 소멸될 때 수행할 작업을 정의하는 특수한 멤버 함수
소멸자의 특성
- 클래스의 이름에 ~를 붙여 선언함
- 소멸자 머리에 반환 자료형을 표시하지 않으며, return명령으로 값을 반환할 수 없음
- 매개 변수가 없으며, 클래스에 하나의 소멸자만 정의할 수 있음
- public으로 선언하는 것이 일반적임
- 상속을 통해 파생 클래스를 정의하는 경우 virtual을 지정하여 가상 함수가 되도록 하는 것이 좋음

소멸자 선언 형식

  
  class ClassName {
    
  public:
    ClassName(fParameterList) { // 생성자
      // 객체 생성을 위한 준비 작업
    }
      
    ~ClassName() { // 소멸자
      // 객체 제거를 위한 정리 작업
    }
  };

`Person`클래스의 명세

Person클래스
- 사람을 나타내는 클래스를 선언하고자 한다. 사람 객체는 ‘···에 사는 ···입니다.’라고 자신을 알릴 수 있으며, 주소를 변경할 수 있다.
행위
멤버 함수 비고
Person(char* name, char* addr) 생성자
~Person() 소멸자
void print() ‘···에 사는 ···입니다’ 라고 출력함
void chAddr(char* newAddr) 주소를 변경함
속성
데이터 멤버 비고
char* name 이름을 저장함
char* addr 주소를 저장함

멤버 함수	비고
`Person(char* name, char* addr)`	생성자
`~Person()`	소멸자
`void print()`	‘···에 사는 ···입니다’ 라고 출력함
`void chAddr(char* newAddr)`	주소를 변경함

데이터 멤버	비고
`char* name`	이름을 저장함
`char* addr`	주소를 저장함

Person 클래스의 선언 - Person.h

  
#ifndef PERSON_H_INCLUDED
#define PERSON_H_INCLUDED

class Person { // 클래스 Person의 선언 시작
  char* name; // 이름을 저장하는 데이터멤버
  char* addr; // 주소를 저장하는 데이터멤버

public: // public 멤버함수
  Person(const char* name, const char* addr); // 생성자
  ~Person(); // 소멸자
  void print() const; // 이름과 주소 출력
  void chAddr(const char* newAddr); // 주소 변경
};

#endif // PERSON_H_INCLUDED

Person 클래스의 선언 - Person.cpp

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

Person::Person(const char* name, const char* addr)
{
  // 이름을 저장할 공간 할당
  this -> name = new char[strlen(name) + 1];
  // 데이터 멤버 name에 이름을 복사
  strcpy(this -> name, name);
  // 주소를 저장할 공간 할당
  this ->addr = new char[strlen(addr) + 1];
  // 데이터 멤버 addr에 주소를 복사
  strcpy(this -> addr, addr);
  cout << "Person 객체 생성함(" << name << ")" << endl;
}

Person::~Person() // 소멸자
{
  cout << "Person 객체 제거함(" << name << ")" << endl;
  delete[] name; // 이름 저장공간 반납
  delete[] addr; // 주소 저장공간 반납
}

void Person::print() const
{
  cout << addr << "에 사는 " << name << "입니다." << endl;
}

void Person::chAddr(const char* newAddr)
{
  delete[] addr; // 기존 공간 반납
  // 새로운 주소에 맞는 공간 할당
  addr = new char[strlen(newAddr) + 1];
  strcpy(addr, newAddr); // 데이터멤버 addr에 새로운 주소를 복사
}

Person 클래스의 선언 - PrsnMain.cpp

  
#include <iostream>
#include "Person.h"
using namespace std;
int main()
{
  Person* p1 = new Person("이철수", "서울시 종로구");
  Person* p2 = new Person("박은미", "강원도 동해시");
  
  p1->print();
  
  p2->print();
  cout << endl << "주소 변경 : ";
  p2->chAddr("대전시 서구");
  p2->print();
  delete p1;
  delete p2;
  return 0;
}

출력 화면

  Person 객체 생성함(이철수)
  Person 객체 생성함(박은미)
  서울시 종로구에 사는 이철수입니다.
  강원도 동해시에 사는 박은미입니다.
    
  주소 변경 : 대전시 서구에 사는 박은미입니다.
  Person 객체 제거함(이철수)
  Person 객체 제거함(박은미)

연습 문제

다음 중 클래스 선언문에서 정보 은닉을 위해 사용되는 가시성 지시어는?
a. private
- 클래스의 구현을 위한 내부 상태인 데이터 멤버는 일반적으로 private으로 지정하며,정보 은닉을 위해 사용됨
- 외부에 제공할 인터페이스로 공개하기 위해서는 public으로 지정함
위 지문의 클래스 선언문에서 멤버 함수 memF1()의 몸체 (가)에서 사용할 수 있는 문장은?
1 2 3 4 5 6 7 8 class ClassA { int a, b; public: int memF1() const { // (가) } };
a. return a * b;
- 멤버 함수 memF1()은 const멤버 함수로 선언되었으므로, 함수 내에서 데이터 멤버 a나 b에 대해서는 값을 읽을 수만 있고 값을 변경하는 문장은 사용할 수 없음

위 지문의 클래스 선언문에서 const키워드를 넣는 것이 바람직한 곳을 모두 나열한 것은?

  
 class Counter {
     int value;
 public:
     Counter() // ___(ㄱ)___ {value = 0;}
     void reset() // ___(ㄴ)___ {value = 0;}
     void count() // ___(ㄷ)___ {++value;}
     int getValue() // ___(ㄹ)___ {return value;}
 };

a. ㄹ

데이터 멤버의 값을 수정하지 않는 멤버 함수에 대하여 const를 지정함

위 지문의 클래스에서 객체가 생성될 때 데이터 멤버 x가 0으로 초기화되도록 공란에 생성자를 선언한 것으로 적절한 것은?
1 2 3 4 5 6 class ClassB { int x; public: // ______ };
a. ClassB() : x{0} { }
- 생성자는 클래스의 이름과 같고 결과 값을 반환하지 않으며, 이러한 경우 일반 함수에서는 함수의 머리 부에 반환 자료형을 void로 표기하나, 생성자의 경우는 이마저도 표기하지 않음
- 함수의 몸체에서는 x에 0을 대입하는 문장을 사용하거나, 초기화 리스트를 이용하여 x를 초기화함
위 지문은 ClassA의 선언문 일부이다. 소멸자의 머리부 ㈀에 넣을 적절한 내용은?
1 2 3 4 5 6 7 8 class ClassA { int x; public: // __(ㄱ)__ { } };
a. ~ClassA()
- 소멸자는 클래스의 이름에 ~를 붙인 이름을 사용하며, 인수를 전달 받을 수 없음
- 또한 return명령으로 값을 반환 할 수 없으며, 일반 함수처럼 void라고 표기하지도 않음

정리 하기

클래스는 프로그램이 표현하고자 하는 대상(객체)이 어떠한 속성(데이터 멤버)를 저장하고 있어야 하고, 어떤 행위(멤버 함수)를 할 수 있는 가를 선언한 것임
클래스에 해당 되는 실제 사례(instance)를 객체(object)라고 함
- 객체는 고유한 속성 값(데이터 멤버의 값)을 가지며, 이를 바탕으로 클래스에 정의 된 행위를 할 수 있음
가시성 지시어 private, public, protected는 클래스의 멤버가 공개 되는 범위를 지정하기 위해 사용 되는데, 정보 은닉을 위해 private을, 외부에 제공할 인터페이스를 공개하기 위해 public을 사용함
클래스에서 데이터 멤버의 값을 변경하지 않는 멤버 함수는 const멤버 함수로 정의함
생성자는 객체가 생성 될 때 수행하는 작업을 정의하는 특수한 멤버 함수로서, 클래스 이름과 동일한 이름으로 선언하며, 일반적으로 객체를 초기화 하는 작업을 수행함
소멸자는 객체가 소멸 될 때 수행할 작업을 정의하는 특수한 멤버 함수로, 클래스 이름과 동일한 이름 앞에 ~를 붙여 선언하며, 객체가 가지고 있는 자원을 반납하는 등의 처리를 담당함

[C++ 프로그래밍] 5강 - 클래스와 객체

학습 개요

학습 목표

주요 용어

강의록

클래스 선언과 객체 정의

객체

클래스

클래스 선언

클래스의 예 - Counter클래스

Counter 클래스의 선언 - Counter.h

객체의 정의 및 사용

Counter 객체의 정의 및 사용 - CntMain.cpp

const멤버 함수

소스 파일의 구성

생성자

생성자

생성자의 예 - Counter클래스

초기화 리스트

소멸자

소멸자

Person클래스의 명세

Person 클래스의 선언 - Person.h

Person 클래스의 선언 - Person.cpp

Person 클래스의 선언 - PrsnMain.cpp

연습 문제

정리 하기

Further Reading

[C++ 프로그래밍] 6강 - 클래스와 객체

[C++ 프로그래밍] 7강 - 클래스와 객체

[C++ 프로그래밍] 8강 - 연산자 다중 정의

클래스의 예 - `Counter`클래스

`const`멤버 함수

생성자의 예 - `Counter`클래스

`Person`클래스의 명세