C++ 객체지향 프로그래밍 4장: 클래스와 객체의 핵심 완벽 정복 가이드
C++를 배우는 과정에서 가장 큰 고비 중 하나가 바로 4장, ‘클래스와 객체’입니다. 단순히 코드를 짜는 단계를 넘어 데이터와 기능을 하나로 묶는 ‘설계’의 개념이 등장하기 때문입니다. 복잡해 보이는 이론들을 핵심만 골라 간단하게 해결하고, 실전에 바로 적용할 수 있는 구조로 정리해 드립니다.
목차
- 객체지향 프로그래밍의 핵심 개념 이해
- 클래스(Class)와 객체(Object)의 차이 명확히 하기
- 생성자와 소멸자: 객체의 생명 주기 관리
- 접근 제어 지시자: 데이터의 보안과 캡슐화
- 멤버 함수와 외부 정의 방법
- 4장 연습문제 및 실습 해결을 위한 팁
1. 객체지향 프로그래밍의 핵심 개념 이해
객체지향 프로그래밍(OOP)은 프로그램을 명령어의 나열로 보는 것이 아니라, 독립된 ‘객체’들의 상호작용으로 파악하는 방식입니다.
- 캡슐화(Encapsulation): 데이터와 데이터를 처리하는 함수를 하나로 묶는 것
- 정보 은닉(Information Hiding): 외부에서 객체의 내부 데이터에 직접 접근하지 못하도록 제한하는 것
- 상속(Inheritance): 기존의 클래스를 재사용하여 새로운 클래스를 만드는 것
- 다형성(Polymorphism): 같은 이름의 함수가 상황에 따라 다르게 동작하는 것
2. 클래스(Class)와 객체(Object)의 차이 명확히 하기
클래스와 객체의 관계를 이해하는 것이 4장 해결의 첫걸음입니다.
- 클래스(Class):
- 객체를 만들기 위한 설계도 또는 틀입니다.
- 실제 메모리가 할당되지 않은 상태의 정의입니다.
- 멤버 변수(속성)와 멤버 함수(행위)로 구성됩니다.
- 객체(Object):
- 클래스라는 설계도를 바탕으로 실체화된 사례(Instance)입니다.
- 프로그램 실행 시 메모리에 실제로 할당됩니다.
- 동일한 클래스에서 생성된 객체들은 각각 독립적인 상태를 유지합니다.
3. 생성자와 소멸자: 객체의 생명 주기 관리
객체가 생성될 때와 소멸될 때 자동으로 호출되는 특수한 함수들을 익혀야 합니다.
- 생성자(Constructor):
- 객체가 생성되는 시점에 딱 한 번 호출됩니다.
- 클래스 이름과 동일한 이름을 가집니다.
- 반환 형(Return Type)이 없으며 void도 적지 않습니다.
- 멤버 변수를 초기화하는 용도로 주로 사용됩니다.
- 매개변수에 따라 여러 개를 만드는 ‘생성자 오버로딩’이 가능합니다.
- 소멸자(Destructor):
- 객체가 메모리에서 사라질 때 호출됩니다.
- 클래스 이름 앞에 물결 표시(~)를 붙입니다.
- 매개변수를 가질 수 없으며 단 하나만 존재합니다.
- 동적 할당된 메모리를 해제하는 등의 마무리 작업을 수행합니다.
4. 접근 제어 지시자: 데이터의 보안과 캡슐화
클래스 내부의 멤버에 대해 외부 접근 권한을 설정하는 세 가지 키워드입니다.
- public:
- 어디서든 접근이 가능합니다.
- 주로 외부와 소통하는 멤버 함수(인터페이스)에 사용합니다.
- private:
- 클래스 내부의 멤버 함수에서만 접근할 수 있습니다.
- 데이터의 오염을 방지하기 위해 멤버 변수는 보통 private으로 설정합니다.
- C++ 클래스에서 지시자를 생략할 경우 기본값은 private입니다.
- protected:
- 상속 관계에 있는 파생 클래스까지만 접근을 허용합니다.
5. 멤버 함수와 외부 정의 방법
클래스 내부에 모든 코드를 작성하면 가독성이 떨어집니다. 이를 효율적으로 관리하는 방법입니다.
- 안에서 정의하기:
- 함수 내용이 짧을 때 클래스 선언부에 직접 구현합니다.
- 컴파일러에 의해 인라인(inline) 함수로 처리될 가능성이 높습니다.
- 밖에서 정의하기:
- 클래스 내부에는 함수의 원형(Prototype)만 선언합니다.
- 외부에서 ‘클래스이름::함수이름’의 형태로 구현합니다.
- 범위 지정 연산자(::)를 사용하여 해당 함수가 어느 클래스 소속인지 명시합니다.
- 코드의 구조를 파악하기 훨씬 수월해집니다.
6. 4장 연습문제 및 실습 해결을 위한 팁
C++로 시작하는 객체지향 프로그래밍 4장의 실습 과제들을 간단하게 해결하는 핵심 전략입니다.
- 추상화 우선: 문제에서 요구하는 객체가 무엇인지 파악하고, 그 객체가 가져야 할 데이터(변수)와 기능(함수)을 먼저 나열해 보세요.
- Get/Set 함수 활용: private 멤버 변수에 안전하게 접근하기 위해 값을 가져오는 Getter와 값을 수정하는 Setter 함수를 기본적으로 만드는 습관을 들입니다.
- 생성자 초기화 리스트: 생성자 몸체에서 대입하는 방식보다
Member(int n) : data(n) {}와 같은 초기화 리스트를 사용하는 것이 성능상 유리하고 세련된 방식입니다. - 헤더 파일 분리: 실전 프로젝트처럼 클래스 선언은 .h 파일에, 구현은 .cpp 파일에 분리하여 작성하는 연습을 하면 복잡한 문제도 체계적으로 보입니다.
- this 포인터 이해: 매개변수 이름과 멤버 변수 이름이 같을 때, 현재 객체를 가리키는
this->를 사용하여 혼동을 방지하세요.
클래스 설계 시 주의할 점
- 클래스 정의 마지막에는 반드시 세미콜론(;)을 붙여야 컴파일 에러가 발생하지 않습니다.
- 불필요하게 모든 멤버를 public으로 열어두지 마세요. 이는 객체지향의 원칙에 위배됩니다.
- 기본 생성자를 직접 정의하지 않으면 컴파일러가 아무 일도 하지 않는 기본 생성자를 만들지만, 매개변수가 있는 생성자를 하나라도 만들면 컴파일러는 기본 생성자를 자동으로 제공하지 않습니다.
C++ 4장은 단순히 문법을 외우는 것이 아니라 객체라는 관점으로 세상을 바라보는 연습을 하는 단계입니다. 위 구조를 바탕으로 클래스를 설계하고 객체를 생성해본다면 막막했던 연습문제들도 논리적으로 해결될 것입니다.