20. [C++] 클래스 상속과 다형성

 

1. 오버라이딩 (overriding)

 

부모의 메소드(멤버 함수)를 자식 클래스에게 똑같이 작성한다.

같은 메소드를 객체에 따라 재정의 한다.

(목적 - 함수 재정의, 다형성.)

 

(오버로딩 : 같은 이름의 함수를 인자에 따라 재정의

목적 - 함수 재정의)

 

	오버로딩	오버라이딩
문 법	함수 문법	클래스 문법
함수 명	같아야 재정의	부모의 것과 같아야 한다.
인자 타입	달라야 재정의	부모의 것과 같아야 한다.
인자 개수	달라야 재정의	부모의 것과 같아야 한다.
반환 타입	재정의와 아무 연관 없다.	부모의 것과 같아야 한다.
목 적	함수 재정의와 다형성

 

 

 

몬스터 클래스를 추가하여 다음과 같은 상속관계를 구성하였다.

 

 

 

 

 

 

오버라이딩을 통해서 각 객체별로

같은 이름의 함수가 재정의 된다.

(클래스의 다형성 : 각기 다른 객체가 동일한 메시지를 통해, 각기 다른 기능을 수행한다.)

 

 

 

 

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2. 객체 포인터와 객체 레퍼런스

 

부모 타입의 포인터나 레퍼런스는 자식 객체를 참조할 수 있다.

 

 

 

포인터나 레퍼런스 연산 시 컴파일러는 포인터나 레퍼런스 타입으로만 판별해버린다.

따라서, CGameObject의 Attack() 함수가 호출된다.

이를 정적 바인딩 이라고 한다.

 

 

[ 바인딩 ]

프로그램을 구성하는 요소들의 성격을 결정지어 주는 것.

 

[ 정적 바인딩 ]

- 컴파일 시점에  바인딩이 일어난다.

- 컴파일 때 한 번 결정된 성격은 런타임 때 변할 일이 없다.

(런타임 속도가 빨라진다.)

ex) 정적 배열, 일반 멤버 함수 호출.

 

[ 동적 바인딩 ]

- 런타임 때 바인딩이 일어난다.

- 컴파일 시점에서 결정을 보류해두었다가 런타임 때 결정한다.

- 런타임 때 성격은 얼마든지 변할 수 있다.

(런타임 속도가 느려지지만, 프로그램이 유연해진다.)

ex) 동적 배열, 가상 함수 호출.

 

 

 

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3. 동적 바인딩을 위한 키워드 virtual

 

virtual 키워드가 붙으면,

컴파일 때 바인딩을 보류해두었다가

런타임 때 실제 객체 기준으로 바인딩이 일어난다.

 

 

 

virtual 키워드를 붙인 결과,

동적 바인딩이 일어나서 Player의 Attack() 함수가 호출되었다.

 

 

 

 

 

동적 바인딩을 통해

부모타입 포인터로 자식 객체를 할당할 수 있다.

(소멸자의 호출 또한 동적 바인딩으로 처리해야 한다. -> 가상 소멸자)

 

 

 

 

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4. 다형성을 통해 얻을 수 있는 이점 

 

 

다형성이 아닐 때는 (부모 타입 포인터를 사용 X) 유연성이 떨어진다.

다형성일 때(부모타입 포인터를 사용 O)는 코드가 유연해진다.

 

 

 

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5. virtual의 작동 원리 

 

클래스 내부에 virtual 키워드가 하나 이상 존재한다면,

컴파일러는 가상함수 포인터(vfptr)와 가상함수 테이블(vftable)을 만들어 놓는다.

해당 클래스는 가상함수 포인터를 멤버 변수로 가지고 있게 된다.

 

가상함수 테이블에는 실제 객체가 호출해야 할 가상함수들의 위치 정보들을 갖고 있는 배열이다.

가상함수 포인터는 가상함수 테이블의 첫 위치를 참조하고 있다.

 

 

 

 

 

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6. 순수 가상함수와 추상 클래스

 

순수 가상함수란

'함수의 몸체가 정의되지 않은 함수'를 의미한다.

 

추상 클래스는

순수 가상함수가 하나 이상이라도 존재하는 클래스를 말한다.

(추상 클래스는 객체화할 수 없다.)

 

순수 가상함수와 추상 클래스를 통해 부모 클래스는 완전한 추상적인 존재가 된다.

 

 

CGameObject 클래스는

추상 클래스가 되었으므로, 객체화할 수없게 되었다.

 

 

 

순수 가상함수와 추상 클래스로 얻을 수 있는 두 가지 이점이 있다.

 

1. 잘못된 객체 생성을 막을 수 있는 것다.

 

2. CGameObject의 Attack() 함수는

CPlayer와 CMonster에 정의된 Attack() 함수가 호출되게 끔 돕는데 의미가 있을 뿐

실제로 실행시키는 함수가 아닌데, 이를 보다 명확하게 명시할 수 있다.