27-5.클래스 실습

27-5-가.DArray 클래스

19장에서 가장 기초적인 자료 구조의 하나인 동적 배열을 작성해 보았다. 몇 개의 전역변수와 배열 관리 함수들만 작성해 놓으면 실행중에 크기를 원하는만큼 늘릴 수 있으며 배열 중간에도 삽입, 삭제가 가능해서 여러 모로 유용하다. 그런데 전역변수와 관리 함수들이 흩어져 있어서 재사용하기가 조금 번거로운 면이 있었다.

여기서는 동적 배열을 하나의 클래스안에 캡슐화해 보기로 하자. 구조적 프로그래밍 기법으로 작성한 동적 배열이 어떻게 클래스로 변환되는지 볼 수 있을 것이다. 별다른 기능 추가는 없이 19장에서 만들었던 동적 배열을 그대로 C++로 옮기기만 한다. 다음이 결과 코드이다.

예 제 : DArray

#include <Turboc.h>

#include <iostream>

using namespace std;

#define ELETYPE int

class DArray

{

protected:

ELETYPE *ar;

unsigned size;

unsigned num;

unsigned growby;

public:

DArray(unsigned asize=100, unsigned agrowby=10);

~DArray();

void Insert(int idx, ELETYPE value);

void Delete(int idx);

void Append(ELETYPE value);

ELETYPE GetAt(int idx) { return ar[idx]; }

unsigned GetSize() { return size; }

unsigned GetNum() { return num; }

void SetAt(int idx, ELETYPE value) { ar[idx]=value; }

void Dump(char *sMark);

};

DArray::DArray(unsigned asize, unsigned agrowby)

{

size=asize;

growby=agrowby;

num=0;

ar=(ELETYPE *)malloc(size*sizeof(ELETYPE));

}

DArray::~DArray()

{

free(ar);

}

void DArray::Insert(int idx, ELETYPE value)

{

unsigned need;

need=num+1;

if (need > size) {

size=need+growby;

ar=(ELETYPE *)realloc(ar,size*sizeof(ELETYPE));

}

memmove(ar+idx+1,ar+idx,(num-idx)*sizeof(ELETYPE));

ar[idx]=value;

num++;

}

void DArray::Delete(int idx)

{

memmove(ar+idx,ar+idx+1,(num-idx-1)*sizeof(ELETYPE));

num--;

}

void DArray::Append(ELETYPE value)

{

Insert(num,value);

}

void DArray::Dump(char *sMark)

{

unsigned i;

cout << sMark << " => 크기=" << size << ",개수=" << num << " : ";

for (i=0;i<num;i++) {

cout << GetAt(i) << ' ';

}

cout << endl;

}

void main()

{

DArray ar;

int i;

for (i=1;i<=8;i++) ar.Append(i);ar.Dump("8개 추가");

ar.Insert(3,10);ar.Dump("10 삽입");

ar.Insert(3,11);ar.Dump("11 삽입");

ar.Insert(3,12);ar.Dump("12 삽입");

ar.Delete(7);ar.Dump("요소 7 삭제");

}

클래스 이름은 동적 배열을 의미하는 DArray로 붙였다. 전역변수로 존재하던 ar, size, num, growby 등 배열의 주요 속성값들을 DArray 클래스의 멤버 변수로 포함(캡슐화)하되 보호 영역에 배치하여 외부에서 이 값을 함부로 건드리지 못하도록(정보 은폐) 했다. 비공개 영역(private)이 아닌 보호영역(protected)에 이 멤버를 선언한 것은 상속을 고려해서이다.

구조체를 초기화하던 InitArray 함수의 기능은 생성자로 옮겨졌으며 사용자가 깜박 잊고 배열을 초기화하지 않는 실수를 원천적으로 차단했다. DArray 객체를 만들 때 반드시 배열의 최초 할당 크기와 여유분을 지정해야 하며 만약 생략할 경우 디폴트 인수에 따라 100, 10이 강제로 적용된다. 배열을 해제하는 기능은 파괴자로 옮겨졌으며 사용자가 혹시라도 UnInitArray 호출을 까먹더라도 메모리 누수는 발생하지 않는다.

나머지 Insert, Delete, Append 함수의 코드는 19장의 예제와 완전히 동일하며 배열의 내용을 출력하는 Dump 함수만 약간 수정했다. printf로는 임의의 타입을 출력할 수 없으며 타입에 따라 %d, %f 등 서식을 바꿔야 하는 불편함이 있으므로 좀 더 범용적이고 객체 지향적인 cout으로 출력 방법을 바꾸었다. 참조하는 대상이 전역변수가 아니라 객체의 멤버 변수이므로 이제 여러 개의 동적 배열을 동시에 사용할 수 있게 되었다. main에서는 DArray 객체 ar을 선언하고 이 배열에 값을 추가, 삽입, 삭제해 보았다. 실행 결과는 다음과 같다.

8개 추가 => 크기=100,개수=08 : 1 2 3 4 5 6 7 8

10 삽입 => 크기=100,개수=09 : 1 2 3 10 4 5 6 7 8

11 삽입 => 크기=100,개수=10 : 1 2 3 11 10 4 5 6 7 8

12 삽입 => 크기=100,개수=11 : 1 2 3 12 11 10 4 5 6 7 8

요소 7 삭제 => 크기=100,개수=10 : 1 2 3 12 11 10 4 6 7 8

객체를 쓰지 않았을 때와 결과는 동일하다. 하지만 코드를 비교해 보면 객체 버전이 훨씬 더 사용하기 쉽고 안정적이라는 것을 알 수 있다. 적절하게 정보를 은폐하고 있고 객체를 생성하는 것만으로 동적 배열이 초기화되며 멤버 함수도 훨씬 더 직관적이다. 또한 DArray.h 헤더 파일에 클래스를 선언하고 DArray.cpp 구현 파일에 멤버 함수를 작성해 놓으면 이 두 파일만 복사함으로써 임의의 프로젝트에서 DArray를 재사용할 수 있다. 또한 각 객체가 ar, size, num 따위의 동적 배열 관리에 필요한 모든 멤버를 가지고 있으므로 두 개 이상의 동적 배열을 동시에 사용할 수도 있다. 이 변수들이 전역이었을 때는 단 하나의 동적 배열만 사용할 수 있었다.

물론 여기서 만든 DArray는 기능적으로 완벽하지는 않아서 실용적으로 쓰기에는 아직도 부족한 점이 많다. 우선 아직도 요소의 타입을 지정하기 위해 ELETYPE이라는 매크로를 사용한다는 점이 조금 못마땅한데 이 매크로의 역할은 차후 템플릿으로 대체할 수 있다. 배열끼리 복사, 연결하는 기능, 검색, 정렬 등의 다양한 기능들도 더 요구되는데 멤버 함수를 늘리기만 하면 이런 기능은 쉽게 확장할 수 있다.

또한 아직 malloc, free 함수를 사용하기 때문에 단순 타입의 배열을 다룰 수는 있지만 객체의 배열을 다루기에는 부적절하다. 객체의 배열을 다룰 수 있도록 하려면 new/delete 연산자로 할당 및 해제해야 하며 삽입할 때 생성자를 호출하고 삭제할 때 파괴자를 호출해야 한다.

DArrayCopy

DArray 예제의 main 함수 끝에 다음 두 줄을 삽입해 보아라.

void main()

{

....

DArray ar2=ar;

ar2.Dump("복사해서 만든 ar2 객체");

}

ar객체로부터 ar2를 만든 후 출력해 보았다. 출력은 제대로 되지만 프로그램이 종료할 때 다운되는데 문제의 원인을 설명하고 다운되지 않도록 해결해 보아라.