27-3-라.정적 멤버의 활용

정적 멤버는 필요한 모든 것을 객체 내에 둔다는 캡슐화 원칙에 위배되는 것처럼 보이기도 하고 정적 멤버 변수의 경우 선언과 정의가 두 번 나타나기 때문에 문법적으로도 조금 어색해 보인다. 그러나 물리적으로는 객체 바깥에 선언되어 있지만 논리적으로 클래스에 속해 있고 액세스 지정에 의해 정보 은폐도 가능하므로 캡슐화 위반은 아니다. 정적 멤버의 개념이 꼭 필요한 이유는 여러 가지 경우에 이것이 굉장히 유용하기 때문이다. 정적 멤버를 훌륭하게 활용하는 몇 가지 예를 보도록 하자.

단 한 번만 해야 하는 전역 자원의 초기화

데이터 베이스 연결이나 네트워크 연결, 윈도우 클래스 등록 등과 같이 단 한 번만 하면 되는 초기화는 정적 멤버 함수에서 하고 그 결과를 정적 멤버 변수에 저장한다. 이런 전역 초기화는 일반적으로 두 번 할 필요도 없고 두 번 초기화하는 것이 허용되지도 않는다. 그래서 객체별로 초기화해서는 안되며 클래스 수준에서 딱 한 번만 초기화하고 그 결과는 모든 객체가 공유한다.

데이터 베이스에서 질의를 하는 클래스를 예로 들어 보자. 질의를 하기 위해서는 먼저 정보가 저장되어 있는 DB 서버에 연결하는 인증 절차를 거쳐야 한다. 연결이나 인증이나 두 번 한다는 것은 의미가 없으므로 한 번만 연결하고 이후부터는 모든 질의 객체가 이 연결을 공유하면 될 것이다. 다음은 질의 클래스의 가상 코드이다. 실제 DB 접속을 하려면 복잡하기 때문에 가상 코드를 예로 들었다.

예 제 : GlobalInit

#include <Turboc.h>

class DBQuery

{

private:

static HANDLE hCon;

int nResult;

public:

DBQuery() { };

static void DBConnect(char *Server, char *ID, char *Pass);

static void DBDisConnect();

BOOL RunQuery(char *SQL);

// ....

};

HANDLE DBQuery::hCon;

void DBQuery::DBConnect(char *Server, char *ID, char *Pass)

{

// 여기서 DB 서버에 접속한다.

// hCon = 접속 핸들

}

void DBQuery::DBDisConnect()

{

// 접속을 해제한다.

// hCon=NULL;

}

BOOL DBQuery::RunQuery(char *SQL)

{

// Query(hCon,SQL);

return TRUE;

}

void main()

{

DBQuery::DBConnect("Secret","Adult","doemfdmsrkfk");

DBQuery Q1,Q2,Q3;

// 필요한 DB 질의를 한다.

// Q1.RunQuery("select * from tblBuja where 나랑 친한 사람");

DBQuery::DBDisConnect();

}

DB 서버와의 연결은 DBConnect 정적 멤버 함수가 처리한다. 이 함수는 서버 이름, ID, 비밀 번호를 인수로 전달받아 DB 서버와 연결 및 인증을 하고 연결 결과는 정적 멤버 변수 hCon에 저장한다. 정적 멤버 함수는 정적 멤버 변수를 액세스할 수 있으므로 DBConnect에서는 hCon을 당연히 액세스할 수 있다. 연결을 해제하는 작업도 역시 정적 멤버 함수인 DBDisConnect에서 처리한다.

main 함수에서는 DBQuery 객체를 생성하기 전에 DBConnect 함수를 호출해서 DB 서버에 연결하며 이로서 DBQuery 객체가 질의를 할 수 있는 환경을 만들어 놓는다. 이후 생성되는 DBQuery 객체 Q1, Q2, Q3의 RunQuery 함수는 정적 멤버 hCon에 저장된 연결 핸들로 원하는 질의를 처리할 것이다. RunQuery 함수는 정적 멤버는 아니지만 공유된 연결 핸들 hCon은 얼마든지 액세스할 수 있다.

질의를 마치고 프로그램을 종료하기 전에 DBDisConnect 정적 멤버 함수를 호출하여 DB 서버와의 연결을 끊고 필요한 뒷처리를 한다. DB 서버에 연결하는 과정은 굉장히 느리고 리소스를 많이 차지하기 때문에 객체별로 따로 연결하지 않고 딱 한 번만 연결해야 한다. 이럴 때 사용하는 것이 바로 정적 멤버이다. 물론 각 객체별로 따로 연결 핸들을 가지고 생성자에서 접속, 파괴자에서 해제하는 것도 가능하다.

그러나 이렇게 되면 매 객체가 생성될 때마다 접속해야 하므로 느리고 용량 낭비가 심하다. 뿐만 아니라 어떤 서버는 클라이언트당 하나의 접속만 인정하기도 하고 접속수별로 라이센스 비용을 지불해야 하는 경우도 있다. SQL 서버나 오라클같은 대형 RDB 시스템은 최대 동시 접속수에 따라 가격 차이가 무척 심하다.

읽기 전용 자원의 초기화

객체는 스스로 동작할 수 있지만 때로는 외부의 환경이나 자원에 대한 정보를 필요로 한다. 예를 들어 정확한 출력을 위해 화면 크기를 알아야 할 경우도 있고 장식을 위해 외부에 정의된 예쁜 비트맵 리소스를 읽어야 하는 경우도 있다. 이런 정보들은 일반적으로 한 번 읽어서 여러 번 사용할 수 있는 읽기 전용이기 때문에 객체별로 이 값을 일일이 조사하고 따로 유지할 필요가 없다. 다음 예제는 화면 크기에 대한 정보를 정적 멤버로 가진다.

예 제 : ReadOnlyInit

#include <Turboc.h>

class Shape

{

private:

int ShapeType;

RECT ShapeArea;

COLORREF Color;

public:

static int scrx,scry;

static void GetScreenSize();

};

int Shape::scrx;

int Shape::scry;

void Shape::GetScreenSize()

{

scrx=GetSystemMetrics(SM_CXSCREEN);

scry=GetSystemMetrics(SM_CYSCREEN);

}

void main()

{

Shape::GetScreenSize();

Shape C,E,R;

printf("화면 크기 = (%d,%d)\n",Shape::scrx,Shape::scry);

}

Shape 클래스는 화면에 도형을 그리는 클래스인데 이 클래스의 객체들은 공통적으로 현재 화면 크기에 대한 정보를 필요로 한다고 하자. 각 객체별로 scrx, scry를 가지고 생성자에서 일일이 조사할 수도 있지만 이렇게 하면 기억 공간이 낭비되며 실행 시간도 느려진다. 각 객체들은 동일한 화면에서 실행되며 각자가 조사하는 화면 크기가 다르지 않으므로 여러 번 조사할 필요가 전혀 없다.

정적 멤버 변수 scrx, scry를 만들고 이 변수의 값을 초기화하는 정적 멤버 함수 GetScreenSize() 함수를 정의한 후 main에서 객체를 생성하기 전에 딱 한 번만 이 함수를 호출하면 된다. 정적 멤버 함수이므로 생성된 객체가 없어도 호출할 수 있다. 이후 생성되는 모든 Shape 객체는 별도의 조사 과정을 거치지 않고 공유된 scrx, scry 멤버 변수를 읽는 것으로 언제든지 화면 크기를 참조할 수 있다.

이 예제에서는 간략함을 위해 조사하기 쉬운 화면 크기 정보를 사용했는데 때로는 공유 정보가 비트맵이나 멀티 미디어 파일, 대화상자 같은 덩치가 큰 자원일 수도 있다. 각 정보가 읽기 전용이 아니라 객체별로 다른 값을 가져야 하는 경우라면 얘기가 달라지겠지만 일반적으로 장식이나 정보 취득에 사용되는 자원들은 읽기 전용이며 실행중에 값이 변하지 않는다. 이런 자원들은 반드시 정적 멤버로 관리해야 하며 그렇지 않을 경우 속도나 크기면에서 아주 불리해진다.

모든 객체가 공유해야 하는 정보 관리

중요한 계산을 하는 객체의 경우 계산에 필요한 기준값이 있을 수 있다. 예를 들어 환율이나 이자율 따위는 금융, 재무 처리에 상당히 중요한 기준값으로 작용하며 기준값에 따라 계산 결과가 달라진다. 이런 값들은 프로그램이 동작중일 때도 수시로 변할 수 있지만 일단 정해지면 모든 객체에 일관되게 적용된다. 그래서 개별 객체들이 각자 멤버로 가질 필요가 없으며 정적 멤버로 선언해 두고 공유하면 항상 최신의 기준값을 제공받게 된다. 다음은 환율을 계산하는 Exchange 클래스의 예이다.

예 제 : ShareInfo

#include <Turboc.h>

class Exchange

{

private:

static double Rate;

public:

static double GetRate() { return Rate; }

static void SetRate(double aRate) { Rate=aRate; }

double DollarToWon(double d) { return d*Rate; }

double WonToDollar(double w) { return w/Rate; }

};

double Exchange::Rate;

void main()

{

Exchange::SetRate(1200);

Exchange A,B;

printf("1달러는 %.0f원이다.\n",A.DollarToWon(1.0));

Exchange::SetRate(1150);

printf("1달러는 %.0f원이다.\n",B.DollarToWon(1.0));

}

정적 멤버 변수 Rate는 Exchange 클래스에 속해 있고 이 클래스의 모든 객체가 같이 참조한다. 누구든지 환율이 필요하면 이 값을 읽을 수 있고 또한 변경할 수 있어 관리하기가 편리하다. 만약 객체별로 환율을 따로 가지면 객체를 초기화할 때마다 현재의 기준 환율을 전달해야 하며 환율이 변했을 때 생성되어 있는 모든 객체에게 이 사실을 알려야 할 것이다. 현재 생성된 모든 객체의 목록을 유지하는 것은 생각보다 훨씬 어려운 일이다. 하나의 값은 하나의 기억 장소에 두는 것이 가장 바람직하다.

정적 멤버를 쓰는 대신 기준값을 필요로 하는 모든 멤버 함수들이 기준값을 인수로 전달받는 방법도 생각해 볼 수 있다. 하지만 이렇게 되면 클래스 외부에서 별도의 전역변수로 기준값을 저장 및 관리해야 하며 이는 캡슐화에 위배된다. 함수가 호출될 때 최신값을 인수로 제공받으므로 결과는 가장 정확하겠지만 호출할 때마다 인수를 일일이 전달하는 것은 아주 비효율적이다. 예제의 실행 결과는 다음과 같다.

1달러는 1200원이다.

1달러는 1150원이다.

main에서 최초 정적 멤버 함수 SetRate를 호출하여 환율을 1200으로 설정했다. 이 값은 정적 멤버 변수 Rate에 저장되며 이후 생성되는 모든 Exchange 객체는 이 값을 공유한다. 중간에 환율이 변경되었다면 Exchange::SetRate() 함수로 새 기준값을 Rate에 설정하여 모든 객체들이 다음 계산에 이 값을 사용하도록 한다.