29-2-다.객체의 생성 및 파괴
상속받은 멤버는 파생 클래스에서 직접 초기화할 수 없으며 기반 클래스에게 초기화를 부탁해야 한다. 파생 클래스는 기반 클래스의 모든 멤버를 상속받기는 하지만 이 멤버를 어떻게 초기화해야 하는지는 정확하게 알지 못한다. 또한 상속받은 멤버 중 일부는 private 액세스 속성을 가질 수도 있으므로 파생 클래스가 이 멤버를 초기화할 권한이 없다. 자식에게조차 공개하지 않겠다고 숨겨놓은 것이므로 파생 클래스는 부모의 private 멤버에 대해서는 관심을 가질 필요도 없고 건드릴 수도 없다. 대신 기반 클래스의 public 생성자를 호출하여 상속받은 멤버를 초기화해야 한다. 생성자는 항상 public이므로 누구나 호출할 수 있다.
상속받은 멤버의 의미와 초기화 방법에 대해서 가장 정확하게 알고 있는 주체는 이 멤버를 정의한 클래스이므로 기반 클래스의 생성자를 이용하는 것이 합리적이다. 파생 클래스가 기반 클래스의 생성자를 호출할 때는 초기화 리스트를 사용해야 한다. InheritCircle 예제의 main 함수에 있는 Circle C(40,10,'*',8); 선언문이 어떤 순서로 이 객체를 초기화하는지 순서대로 따라가 보자.
① main에서 Circle 객체 C를 생성할 때 Circle의 생성자가 호출된다. Circle(40,10,'*',8)이 호출되며 생성자로 원 객체 생성에 필요한 인수들이 전달될 것이다.
② 생성자의 본체가 실행되기 전에 초기화 리스트가 먼저 실행된다. 초기화 리스트에서 기반 클래스인 Point의 생성자를 호출하며 이 생성자로 ax, ay, ach 인수를 전달한다.
③ Point의 생성자는 다시 자신의 초기화 리스트에 있는 Coord의 생성자를 호출하며 이 생성자로 ax, ay 인수를 전달한다. 이런 식으로 파생 클래스는 항상 기반 클래스의 생성자를 통해 상속받은 멤버를 초기화해야 한다.
④ Coord의 생성자에서 x, y 멤버를 인수로 전달된 ax, ay로 초기화한다. 이때는 단순 타입이므로 초기화 리스트를 쓰지 않아도 상관없다. ax, ay는 40, 10으로 전달되었으므로 x, y는 (40, 10) 좌표를 가리키도록 초기화될 것이다.
⑤ Coord의 생성자가 리턴되면 Point의 생성자 본체에서 ch 멤버에 인수로 전달된 ach의 값 '*'를 대입한다. Point는 자신의 고유 멤버를 초기화한 후 리턴한다.
⑥ Circle 생성자는 초기화 리스트를 통해 상속받은 멤버의 초기화를 마치고 본체에서 자신의 고유 멤버인 Rad을 aRad 인수로 초기화한다. Rad는 8이 될 것이다. Circle 생성자가 자신의 모든 멤버를 초기화하고 main으로 리턴하면 객체 C의 초기화가 완료된다.
초기화가 완료된 후 main에서는 C.Show()를 호출하는데 이 함수는 C의 멤버값이 지정하는대로 (40, 10) 좌표에 * 문자로 반지름 8의 원을 출력할 것이다. 파생 클래스의 초기화 과정이 다소 복잡한데 파생의 단계가 깊을수록 더 많은 과정을 거쳐야 할 것이다. 그림으로 이 과정을 그려 보면 다음과 같다.
과연 이대로 생성자가 호출되는지 확인해 보려면 각 생성자에 중단점을 설정해 놓고 디버거를 돌려보면 알 수 있다. 또는 더 간단하게 시각적으로 확인해 보려면 각 생성자에 puts 호출문을 삽입해 놓고 출력 결과를 보면 된다. 예제 곳곳에 puts 호출을 삽입해 보자.
Coord(int ax, int ay) { puts("Coord 생성자");x=ax;y=ay; }
Point(int ax, int ay, char ach) : Coord(ax,ay) { puts("Point 생성자");ch=ach; }
Circle(int ax, int ay, char ach, int aRad) : Point(ax,ay,ach) { puts("Circle 생성자");Rad=aRad; }
void main()
{
puts("==== Point 생성전 ====");
Point P(10,10,'@');
puts("==== Circle 생성전 ====");
Circle C(40,10,'*',8);
P.Show();
C.Show();
}
각 클래스의 생성자와 main 함수에 실행 순서 확인을 위한 문자열 메시지 출력문을 삽입해 놓았다. 실행 결과는 다음과 같은데 각 객체 선언시마다 선조 클래스의 생성자들이 순서대로 호출된다는 것을 분명히 확인해 볼 수 있다.
==== Point 생성전 ====
Coord 생성자
Point 생성자
==== Circle 생성전 ====
Coord 생성자
Point 생성자
Circle 생성자
객체 하나를 생성하는데 조상 클래스의 생성자들을 일일이 호출해야 하므로 객체 생성 속도가 굉장히 느릴 것처럼 보인다. 복잡한 계층에서는 선조 클래스가 수십 개나 될 수도 있으므로 이런 걱정이 되는 것도 무리는 아니다. 그러나 생성자들은 그 특성상 길이가 짧고 내부 정의하는 것이 보통이므로 대부분이 인라인이며 함수 호출 부담이 없어 속도를 염려할 정도는 아니다. 위 예제의 Circle C 선언문은 결국 x=ax; y=ay; ch=ach; Rad=aRad; 4개의 대입문만 실행할 뿐이며 이정도 대입문은 순식간에 처리할 수 있다.
초기화 리스트를 통해 기반 클래스의 생성자를 연쇄적으로 호출하며 상속받지 않은 멤버는 자신이 직접 초기화한다. 일반적으로 기반 클래스는 파생 클래스가 동작하기 위한 전제 조건이 되기 때문에 파생 클래스의 멤버보다 상속받은 멤버가 먼저 초기화되어야 한다. 가령 파생 클래스의 생성자 본체에서부터 상속받은 멤버를 당장 참조할 수도 있으므로 생성자 본체보다도 기반 클래스의 초기화가 더 우선이다.
그래서 생성자 본체가 실행되기 전에 상속받은 멤버는 초기화되어야 하며 그러기 위해서는 초기화 리스트를 사용하는 방법밖에 없다. 파생 클래스의 생성자 본체에서 기반 클래스의 생성자를 직접적으로 호출할 수는 없는데 가령 다음 코드를 보자.
Circle(int ax, int ay, char ach, int aRad) {
Point(ax,ay,ach);
Rad=aRad;
}
여기서 생성자 본체에 있는 Point(ax,ay,ach); 호출문은 상속받은 멤버를 초기화하는 문장이 아니라 Point 클래스의 생성자를 호출하여 이름도 없는 임시 Point 객체를 생성하는 문장이 되어 버린다. 사실 이 코드는 Point, Coord가 디폴트 생성자를 정의하지 않아 컴파일되지도 않는데 컴파일되게 만든다 하더라도 Circle이 상속받은 x, y, ch 멤버는 전혀 초기화되지 않고 쓰레기값을 가지며 원은 제대로 그려지지 않을 것이다. 생성자 본체에서 상속받은 멤버를 직접 초기화하는 다음 코드를 보자.
Circle(int ax, int ay, char ach, int aRad) {
x=ax;y=ay;ch=ach;
Rad=aRad;
}
이렇게 하면 컴파일도 잘되고 원이 제대로 그려지기도 하지만 이 코드는 전혀 일반적이지 않다. 왜냐하면 대입은 초기화와 여러 가지 면에서 다르며 상속받은 멤버를 파생 클래스가 항상 마음대로 액세스할 수 있는 것도 아니기 때문이다. 만약 Coord나 Point가 x, y, ch를 protected가 아닌 private로 정의하고 있다면 이 코드는 컴파일되지 않는다. 부모의 입장에서 자식이 몰라도 되는 멤버가 존재할 수 있으며 이런 멤버는 상속은 되지만 자식이 초기화할 권한이 없고 그럴 필요도 없다.
파생 클래스의 초기화 리스트에서 기반 클래스의 생성자를 호출하지 않으면 이때는 기반 클래스의 디폴트 생성자가 호출되는데 만약 기반 클래스가 디폴트 생성자를 정의하지 않는다면 에러로 처리된다. 디폴트 생성자는 보통 아무 것도 하지 않거나 무난한 값으로 멤버를 초기화하므로 이렇게 되면 상속받은 멤버는 원하는대로 초기화되지 않을 것이다. 그래서 파생 클래스 생성자의 초기화 리스트에는 거의 예외없이 기반 클래스의 생성자 호출문이 오며 자신이 전달받은 인수의 일부를 기반 클래스의 생성자에게 전달한다.
Derived(인수들) : Base(상속받은 인수들) {
본체 - 여기서 자신의 고유 멤버 초기화
}
만약 기반 클래스에 여러 개의 생성자가 오버로딩되어 있다면 초기화 리스트의 인수 목록에 따라 호출될 생성자가 결정된다. 상속받은 멤버를 어떤 식으로 초기화할지를 파생 클래스의 초기화 리스트에서 선택할 수 있다. 파생 클래스가 이차 상속된 경우라면 바로 위의 부모가 할아버지 생성자를 알아서 호출할 것이다. 자신이 직접 할아버지 생성자를 호출할 수는 없으며 그럴 필요도 없다. Circle은 Point의 생성자만 호출하면 좌표와 문자를 초기화할 수 있다. Point가 Coord의 생성자를 호출하는가 아닌가는 Circle의 입장에서는 관심 대상이 아니다. 어쨌든 바로 위의 부모를 호출하여 x, y, ch만 제대로 초기화하면 그만이다.
파생 클래스의 객체가 파괴될 때는 생성자가 호출된 역순으로 파괴자가 호출된다. 먼저 자신의 파괴자가 호출되어 스스로의 멤버를 정리하며 상속 계층을 따라 부모의 파괴자가 연쇄적으로 호출되어 상속된 모든 멤버에 대한 정리 작업을 한다. 자식이 파괴되는 동안에도 부모의 멤버를 참조할 수 있어야 하므로 자식이 완전히 파괴될 때까지 부모는 온전히 살아 있어야 한다. 그러나 부모가 파괴될 때 자식의 멤버를 참조할 일은 전혀 없다. 즉 자식은 부모에 종속적이지만 그 역은 성립하지 않으므로 자식이 먼저 파괴되는 것이 순서상 옳다. 위 예제의 경우 파괴자가 없고 파괴할 내용도 없으므로 이런 동작을 확인할 수는 없다.