C++11에서 auto 키워드가 생겼다. 우리가 기존에 명시해주던 자료형에 대하여 저장하는 데이터 형태를 보고 자료형을 추론해내어 알아서 저장한다. 프로그래밍하면서 굉장히 유용하게 쓸 수 있으니 숙지해두면 좋을 개념이다.


일반적인 변수 초기화

 

일반적으로 하는 변수 초기화를 생각해보자. 변수 이름 앞에 자료형을 기입해주고 초기화해주는 r-value를 해당 자료형에 맞게 입력해준다. 이 경우 해당 변수는 양 옆으로 똑같이 자료형에 대한 정보를 주는 상황이 된다. 즉, 같은 정보가 중복되어서 입력된 것이다. 물론 double로 선언하고 3을 넣는 사람도 있지만 3.0을 넣는게 올바른 프로그래밍이겠다.

#include <iostream>

int main()
{
	using namespace std;

	int a = 123;

	return 0;
}

int 자료형과 r-value 123(int) 정보가 중복되어 들어오는 예시이다.


auto 키워드

 

앞에서 언급한 것처럼 정보가 중복되어 들어오는 것을 비효율적이라 생각하여 auto 키워드가 생겼다. 정보 입력은 하나만 있어도 충분하기 때문이다. auto 키워드를 사용하여 선언을 하는 경우 반드시 초기화도 함께 해주어야 한다. 저장되는 데이터를 컴파일러가 추론해서 어느정도의 메모리를 사용하여 어떤 기본 자료형으로 저장할지 선택해야 하는데, 애초에 저장할 데이터를 안 주면 추론 자체가 불가능하니 당연하겠다.

#include <iostream>

int main()
{
	using namespace std;

	int a = 123;

	auto b = 123123123123123123;
	auto d = 123.0;
	auto c = 1 + 2.0;

	return 0;
}

이렇게 auto로 초기화한 변수에 마우스 커서를 올리면 어떤 자료형으로 추론이 되었는지 알 수 있다.

long long으로 추론되었다.

이렇게 한 번 추론이 되면 추론된 자료형으로 취급하여 다루면 되겠다.


함수에서의 auto 키워드

 

auto 키워드는 함수를 다룰 때도 사용할 수 있다.

int add(int x, int y)
{
	return x + y;
}

int main()
{
	using namespace std;

	auto result = add(1, 2);

	return 0;
}

이처럼 함수에서 return 값을 auto로 받아낼 수 있겠다. 위의 코드에서 add 함수를 아래 두가지로 변경해서 넣어보자.

auto add(int x, int y)
{
	return x + y;
}

auto add(int x, int y)
{
	return x + (double)y;
}

정의부터 auto를 써서 사용한다. 애초에 return에 놓인 결과값도 int이기 때문에 추론이 가능한 형태이다. 두 번째 add 함수는 return하기 전에 double로 형 변환을 수행하였다. 이럴 경우 return 값이 double로 변하고 해당 함수의 return 값을 받아야 하는 변수도 double이 되어야 한다. 전부 auto로 연결되어서 문제없이 작동하는 것을 확인할 수 있다.

 

매개 변수 위치에는 auto 키워드를 쓸 수 없다. 매개 변수에 auto 키워드를 쓰는 목적을 생각해보면 함수 오버로딩을 안 하고 한 번에 정의하기 위함일 듯하다. 그러한 목적을 충족시켜주는 template 개념이 이미 존재하기 때문에 template을 활용하여 사용하면 되겠다.

 

auto 키워드가 생기면서 function trailing return type이라는 개념으로 프로그래밍이 가능해졌다. 결과가 되는 자료형을 아래처럼 함수 뒤에 적는 것이다. 굳이 적을 필요가 있냐는 생각이 들 수 있지만 추후 다루게 될 template과 사용할 때 효과를 발휘한다. 또한 함수의 결과가 무엇인지 좌에서 우로 순차적인 형태가 되기 때문에 C++이 익숙하지 않은 프로그래머에게 가독성을 높이는 코딩이라 할 수 있겠다.

auto add(int x, int y) -> double;

int main()
{
	using namespace std;

	auto result = add(1, 2);

	return 0;
}

auto add(int x, int y) -> double
{
	return x + (double)y;
}

Reference

  • 4.4.1 using namespace
  • 4.4.2 사용 시 유의사항

4.4.1 using namespace

 

using namespace는 많은 C++ 개발자들이 사용하는 키워드이다. 해당 키워드를 사용해서 코드 타이핑할 때 네임스페이스를 쓰는 시간을 절약할 수 있다.

using namespace std;

대표적으로 std를 생략해서 코드를 작성할 수 있겠다.


4.4.2 사용 시 유의사항

 

편하게 하는만큼 사용할 때 주의해야 하는 부분들이 있다. 우선 using namespace를 선언한 순간 해당 선언 부분이 속한 블럭에서는 선언 이후 계속 적용된다는 점이다.

#include <iostream>

int main()
{
	using namespace std;

	cout << "Hello " << endl;

	return 0;
}

이처럼 main 함수 안에서는 std를 안쓰고 사용할 수 있지만 해당 함수 내부에서 선언한 것을 취소할 수 있는 기능은 주어지지 않는다. 따라서 적용시킬 부분만 적용되도록 최대한 사용하는 곳과 가까이 선언하자! 전역 위치에 선언하는건 좋지 않으니 위처럼 지역적으로 묶어서 사용하자. 또한 헤더 파일에 using namespace를 선언해버리면 해당 헤더 파일을 include하는 곳에 전부 영향을 미치니 헤더와 cpp로 분리하고 cpp에 선언해주는 습관을 가지자!

 

using namespace 대신 using만 사용하여 일부 함수들에 대해서만 생략을 적용시킬 수 있다.

#include <iostream>

int main()
{
	using std::cout;
	using std::endl;

	cout << "Hello " << endl;

	return 0;
}

 

아래처럼 namespace가 존재하고 using namespace를 사용하면 어떤 namespace의 my_var 변수를 사용하는지 모호해진다. 이때는 영역 지정 연산자(::)를 사용하여 소속을 확실히 해주자!

#include <iostream>

namespace a
{
	int my_var(10);
	int my_a(123);
}

namespace b
{
	int my_var(20);
	int my_b(456);
}

int main()
{
	using std::cout;
	using std::endl;

	using namespace a;
	using namespace b;

	cout << my_var << endl; // a와 b에 둘다 있으니 모호해짐
	cout << a::my_var << endl; // 영역지정 연산자를 통해 해결 가능

	return 0;
}

 

최대한 잘게 쪼개서 작은 영역에 using namespace가 영향력을 행사하도록 작성하는 것도 하나의 방법이다.

// using문과 모호성

#include <iostream>

namespace a
{
	int my_var(10);
	int my_a(123);
}

namespace b
{
	int my_var(20);
	int my_b(456);
}


int main()
{
	using std::cout;
	using std::endl;

	{
		using namespace a;
		cout << my_var << endl;
	}

	{
		using namespace b;
		cout << my_var << endl;
	}

	return 0;
}

최근에 긴 프로젝트를 마치고 결과 보고서를 쓰면서 시간 측정을 많이 했다. visual studio로 시간 측정을 하면 C 기반의 시간 측정 함수를 만들어서 쓰곤 했는데, C++11부터 생긴 chrono 시간 라이브러리를 알게 되었고 이를 사용하여 시간 측정을 하였다. 입무 시간에는 빠르게 만들어서 결과만 뽑으려고 코드 정리를 안 했는데, 이번 기회에 시간 측정 클래스로 구현해서 자주 끌어다 쓸 예정이다!


chrono 라이브러리

 

크로노라고 부르는 이 시간 라이브러리는 크로노스라는 시간의 신에서 유래되었다. C++11이라 나름 세련된? 이름을 가진 라이브러리다.

#include <iostream>
#include <vector>
#include <algorithm>
#include <random>
#include <chrono>

using namespace std;

// 시간 측정 클래스 시작
class Timer
{
	using clock_t = std::chrono::high_resolution_clock;
	using second_t = std::chrono::duration<double, std::ratio<1>>;

	std::chrono::time_point<clock_t> start_time = clock_t::now();

public:
	void elapsed()
	{
		std::chrono::time_point<clock_t> end_time = clock_t::now();

		cout << std::chrono::duration_cast<second_t>(end_time - start_time).count() << endl;
	}
}; // 시간 측정 클래스 끝

int main()
{
	random_device rnd_device;
	mt19937 mersenne_engine{ rnd_device() };

	vector<int> vec(10);
	for (unsigned int i = 0; i < vec.size(); ++i)
		vec[i] = i;

	std::shuffle(begin(vec), end(vec), mersenne_engine);

	for (auto& e : vec) cout << e << " ";
	cout << endl;

	Timer timer; // 시간 측정 시작

	std::sort(begin(vec), end(vec));

	timer.elapsed(); // 시간 측정 끝

	for (auto& e : vec) cout << e << " ";
	cout << endl;

	return 0;
}

간단한 정렬 예제를 가지고 왔다. 일반적인 작동 방식은 시간을 측정하고 싶은 곳에 인스턴스를 생성하여 시작 시간을 저장하고 끝나는 부분에서 elapsed 멤버 함수를 불러서 끝 시간을 저장하여 총 걸린 시간을 출력한다.

 

using clock_t = std::chrono::high_resolution_clock;

클래스 가장 첫줄에 위와 같은 명령문을 볼 수 있는데, 최대한 정밀도를 높여서 시간을 측정하기 위함이다. using 사용에 대해 모르겠다면 이전 포스팅 링크를 참고하자!

 

또한 시간 측정은 Release와 Debug에서 차이가 나는데, 프로그램을 개발하면 Release 모드로 배포하니 Release 모드로 측정해서 내 프로그램의 시간을 측정하자! Debug 모드가 시간이 더 오래 걸린다!

현재 Debug 모드이다.


Reference

 

 

<chrono> - C++ Reference

 

www.cplusplus.com

 

 

Chrono in C++ - GeeksforGeeks

A Computer Science portal for geeks. It contains well written, well thought and well explained computer science and programming articles, quizzes and practice/competitive programming/company interview Questions.

www.geeksforgeeks.org

 

  • 4.3.1 함수에 대한 외부 연결(External Linkage)
  • 4.3.2 변수에 대한 외부 연결
  • 4.3.3 전역 상수에 대한 외부 연결

4.3.1 함수에 대한 외부 연결(External Linkage)

 

일반적으로 다른 cpp 파일에 있는 것을 끌어다가 쓰려면 #include 전처리기를 통해 해당 cpp 파일을 끌어다가 쓸 수 있다. 하지만 cpp 파일을 직접 include하는 것은 권장하지 않는다고 한다. 마치 어릴 때 먹는 불량식품 느낌으로 먹어도 되는데 안 먹었으면 한다~ 정도의 느낌으로 받아들이면 되겠다.

 

cpp 파일을 include할 수 있지만 클래스를 구성하게 되면 헤더에 선언을 전부 올려놓고 cpp에 정의를 하기 때문에 그냥 헤더 파일을 include하면 될 것이다. 정말 특수한 경우라서 cpp 파일 내부의 함수가 필요하다면 전방 선언을 통해 해당 함수를 끌어다가 쓸 수 있겠다.

// Extern c++ file
#include <iostream>

void doSomething()
{
	using namespace std;

	cout << "Hello" << endl;
}
// main 파일

// extern이 생략되어 있다.
void doSomething();

int main()
{
	doSomething();

	return 0;
}

전방 선언을 해서 외부 cpp 파일의 함수를 끌어다가 쓰는 예시가 위의 코드로 볼 수 있다. 전방 선언을 통해 main 함수에서 외부 파일의 함수가 호출되면 연결되어 사용할 수 있게 된다. 전방 선언 앞에는 extern 키워드가 숨어 있으며, 이 키워드를 통해 외부 파일의 함수를 끌어 쓸 수 있다.


4.3.2 변수에 대한 외부 연결

 

extern 키워드를 활용하면 외부에 있는 변수도 끌어 쓸 수 있다. 위와 비슷하게 한 번 설정하고 사용해보자!

// Extern c++ file

extern int exA;
// main file
#include <iostream>

using namespace std;


extern int exA;

int main()
{
	cout << exA << endl;

	return 0;
}

위의 코드를 실행하면 다음과 같은 에러가 뜬다.

LNK2001 and LNK1120

링커 에러라고 불리는 LNK2001과 LNK1120이다.

error LNK2001: unresolved external symbol "int exA"
fatal error LNK1120: 1 unresolved externals

해당 에러가 발생한 이유는 선언만 되어 있고 exA가 메모리에 할당이 안되어 있기 때문이다. 사용하기 위해서 외부 cpp 파일에 해당 변수를 초기화하고 사용하자! 아래처럼 수정하고 사용하면 된다.

// Extern c++ file

extern int exA = 123;

 

만약 양쪽 파일에 전부 exA를 초기화시켜주면 어떻게 될까? 이번에도 두개의 에러 메시지를 만날 수 있다. 바로 LNK2005와 LNK1169이다.

error LNK2005: "int exA" (?exA@@3HA) already defined in Source.obj
fatal error LNK1169: one or more multiply defined symbols found

위 에러를 해결하기 위해서는 중복된 초기화를 삭제해주면 되겠다!


4.3.3 전역 상수에 대한 외부 연결

 

전역 상수에 대한 외부 연결을 다뤄보자. 우선은 하나의 헤더 파일에 프로그램에서 쓸 상수를 모아둔다.

// My_const.h
#pragma once

namespace Constants
{
	const double pi(3.141592);
	const double gravity(9.8);
}

여기서 만들어진 상수를 test.cpp에서 사용하는 함수로 구현하였다. 상수에 대한 주소도 같이 보기 위하여 주소도 출력한다.

// test.cpp
#include <iostream>
#include "My_const.h"

void doSomething()
{
	using namespace std;

	cout << "Hello" << endl;

	cout << "In 4_2_1.cpp file" << Constants::pi << " " << &Constants::pi << endl;
}

이제 위의 상수가 담긴 헤더 파일과 test.cpp 파일을 include하여 사용하는 파일을 만들고 이 파일에서도 상수를 끌어와서 사용도 하고 test.cpp의 함수를 사용해서 써보기도 한다.

// main.cpp
#include <iostream>
#include "My_const.h"

using namespace std;

void doSomething();

int main()
{
	doSomething();

	// pi가 중복되게 존재한다. 메모리 낭비
	cout << "In main.cpp file" << Constants::pi << " " << &Constants::pi << endl;
    
	return 0;
}

총 3개의 파일을 만들고서 주소를 출력하면 pi의 주소가 다름을 확인할 수 있다. 이게 의미하는 것은 만약 해당 상수를 수십만번 사용할 경우 수십만번의 메모리 할당이 이루어지고 낭비가 생긴다는 것이다.

 

상수를 초기화해준 파일을 헤더와 cpp 파일로 분할하고 상수 앞에 extern 키워드를 붙이면 메모리 할당을 계속하지 않고 단 한번 수행하며, 해당 메모리에 접근하여 상수를 가져다가 쓰게 된다.

namespace Constants
{
	extern const double pi(3.141592);
	extern const double gravity(9.8);
}

+ Recent posts