25-3.구조체의 확장
25-3-가.멤버 함수
앞 두 절에서 비록 대충이기는 하지만 OOP 개론에 대해 소개했고 C언어에 대한 C++의 개선점과 추가된 기능들에 대해서 연구해 보았다. 이른바 준비 운동이 끝난 셈인데 이 절부터 본격적으로 C++과 객체 지향 프로그래밍에 대해 연구해 본다. C++의 대표적인 간판 스타 클래스의 정의에 대해 연구해 보는 것으로 짜릿한 OOP 여행을 시작하자.
구조체는 타입이 서로 다른 이형 변수의 집합이다. 화면상의 한 좌표와 그 위치에 출력될 문자에 대한 정보를 저장하고 싶다면 다음과 같은 구조체를 선언해야 한다. 좌표값 (x, y)는 정수형이고 문자 ch는 문자형이므로 서로 타입이 다르고 그래서 이형 타입 변수의 집합인 구조체로 이 변수들을 묶어 정의한다.
struct Position
{
int x;
int y;
char ch;
};
타입의 이름은 Position이고 이 구조체 안에 x, y, ch 멤버가 포함되어 있다. 다음 예제는 이 구조체를 사용하여 화면에 한 문자를 출력한다. 눈으로 죽 읽기만 해도 이해될 정도로 쉽다.
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예 제 : Pos1 |
#include <Turboc.h>
struct Position
{
int x;
int y;
char ch;
};
void OutPosition(Position Pos)
{
gotoxy(Pos.x, Pos.y);
putch(Pos.ch);
}
void main()
{
Position Here;
Here.x=30;
Here.y=10;
Here.ch='A';
OutPosition(Here);
}
실행해 보면 화면의 (30,10) 위치에 문자 'A'가 출력될 것이다. 문자를 출력하는 작업은 OutPosition 함수가 처리하는데 인수로 전달받은 구조체 Pos의 정보대로 지정한 위치에 문자를 출력했다. main 함수는 Position형의 구조체 변수 Here를 선언하고 이 구조체의 멤버에 각각 30, 10, 'A'를 대입했으며 OutPosition 함수를 호출하여 (30,10)위치에 'A'를 출력했다. C수준에서 아주 쉽게 이해되는 간단한 예제이다.
이 예제에서 Position 구조체와 OutPosition 함수는 상호 의존적인 관계에 있다. Position 구조체가 없으면 OutPosition은 인수를 받아들일 수 없으므로 컴파일되지 않으며 동작할 수도 없다. 또한 OutPosition 함수가 없으면 Position 구조체는 화면에 출력되지 못하므로 자신의 존재를 나타낼 방법이 없다. Position은 정보를 가지고 OutPosition은 동작을 정의하는데 정보를 보여주기 위해서는 동작이 필요하고 동작이 수행되려면 정보가 필요한 것이다.
만약 이 구조체를 다른 프로그램에서 재사용하고자 한다면 구조체와 함수를 같이 가지고 가야 하며 둘 중 하나만 가지고 가면 아무 짝에도 쓸모가 없다. 이렇게 밀접한 구조체와 함수는 한 쌍으로 볼 수 있는데 C++은 연관된 코드와 데이터를 하나의 범위에 포함시킬 수 있는 방법을 제공한다. 이 개념이 바로 캡슐화이다. 구조체가 다양한 타입의 멤버 변수를 포함하듯이 함수도 포함할 수 있다. 다음은 Position 구조체와 OutPosition 함수를 하나로 합친 것이다.
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예 제 : Pos2 |
#include <Turboc.h>
struct Position
{
int x;
int y;
char ch;
void OutPosition() {
gotoxy(x, y);
putch(ch);
}
};
void main()
{
Position Here;
Here.x=30;
Here.y=10;
Here.ch='A';
Here.OutPosition();
}
실행해 보면 결과는 앞의 예제와 동일하다. 소스의 구조는 다소 변경되었는데 OutPosition 함수가 구조체 선언 안에 포함되었다. 구조체와 관련된 함수를 따로 정의할 필요없이 아예 구조체에 포함시켜 버린 것이다. 이렇게 구조체에 포함된 함수를 멤버 함수라고 부르며 구조체에 포함된 변수는 멤버 변수라고 부른다.
즉, C++에서 구조체는 멤버 변수와 멤버 함수로 구성된다. C의 구조체는 이형 변수의 집합, 즉 타입이 다른 변수들의 집합이다. 변수만 포함될 수 있었으므로 단순히 멤버라는 용어를 사용했지만 C++의 구조체에는 함수도 같이 포함될 수 있으므로 두 종류의 멤버를 구분할 수 있는 별도의 이름이 필요해진 것이다. 다른 언어에서는 멤버 변수를 필드(Field), 멤버 함수를 메소드(Method)라고 부르기도 하는데 같은 뜻이다.
OutPosition 함수가 구조체에 포함됨으로써 소스의 다른 부분들도 많이 달라졌다. 어떻게 달라졌는지 정리해 보자.
① OutPosition 함수가 인수를 받아들일 필요가 없다. 일반 함수일 때는 어떤 구조체의 정보를 사용할 것인지를 인수로 전달받아야 했지만 구조체에 소속되었기 때문에 소속된 구조체의 정보를 사용하면 된다.
② OutPosition 함수 내부에서 x, y 멤버 변수를 참조할 때 소속 구조체를 밝힐 필요가 없어졌다. 구조체 밖에 있을 때는 어떤 구조체에 속한 멤버 변수인지를 밝혀야 하지만 멤버 함수는 별도의 지정없이 자신이 속해 있는 구조체의 멤버 변수를 이름만으로 액세스할 수 있다.
③ main에서 OutPosition 함수를 호출할 때 함수가 소속된 구조체 변수 Here를 앞에 적어주었다. OutPosition 함수는 독립된 함수가 아니라 구조체에 속한 멤버이므로 어떤 구조체의 정보를 대상으로 동작할 것인지를 밝혀야 한다. 멤버 함수를 호출하는 방법은 멤버 변수를 참조하는 것과 동일하다. 점 연산자를 사용하여 구조체.함수() 식으로 호출하며 구조체 포인터라면 구조체->함수() 식으로 호출한다.
구조체가 멤버 함수를 포함하면 스스로 동작할 수 있는 독립성이 부여된다. 멤버 변수로 정보를 기억할 수 있고 이 정보들을 바탕으로 직접 동작도 할 수 있다. 독립성이 생기면 재사용성이 확보된다. 내부에 정보와 함수를 모두 포함하고 있으므로 이 구조체만 다른 프로젝트로 가져가면 쉽게 재사용할 수 있다.
Pos2 예제가 보여주는 구조체와 함수의 통합, 이것이 바로 OOP 캡슐화의 기본적인 개념이다. 변수든 함수든 논리적으로 관련된 것을 한 곳에 모아 묶어 놓음으로써 구조체가 프로그램의 부품 역할을 할 수 있게 된 것이다.