C++ 상수 (Constant)

상수 (Constant)

Literal constant

• 숫자, 문자 등 메모리에 존재하지 않아도 사용 가능한 값

• Binary Literal

  • C++14

    0b1011'1111'1010

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Symbolic constant

• Compile Time constant

  • 컴파일할 때 값이 결정되는 상수

  • constexpr

    • C++11

    • 컴파일 타임에 값이 결정되는 상수에만 사용 가능한 키워드이다.

• Runtime constant

  • 런타임에 값이 결정되는 상수

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매크로

• C 스타일에서는 상수를 매크로로 정의했지만, C++에서는 그렇게 사용하지 않는다고 한다.

  • 이유

    • 디버깅이 귀찮아진다.

    • 적용 범위가 너무 넓다.

  • 대신에 함수 내에서 const 형식으로 작성하는 것이 일반적이라고 한다.

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const_cast

• const로 지정한 상수의 값을 변경할 때 사용한다.

  #include <iostream>
  
  int     main()
  {
    using namespace std;
  
    const double gravity{ 9.8 };
  
    double* temp = const_cast<double*>(&gravity);
    cout << &gravity << ' ' << temp << endl;
  
    *temp = 123.0;
  
    cout << &gravity << ' ' << temp << endl;
    cout << gravity << ' ' << *temp << endl;
  }
  
  /* stdout stderr
  000DDFC84 00DDFC84
  00DDFC84 00DDFC84
  9.8 123
  */

  • 같은 주소를 사용하는데 다른 값이 나온다...

  • memcpy 함수를 사용해도 변하지 않는다.

    #include <iostream>
    
    int     main()
    {
      using namespace std;
    
      const double gravity{ 9.8 };
    
      cout << gravity << endl;  // 9.8
    
      const double temp = 1024.0;
    
      memcpy(const_cast<double*>(&gravity), &temp, sizeof(double));
    
      cout << gravity << endl;  // 9.8
    }
    
    /* stdout stderr
    9.8
    9.8
    */

  • 이렇게 사용하지 않는게 좋을 것 같다.

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클래스에서의 const

클래스를 const로 인스턴스화 (instanciation)

• 멤버 함수를 정의할 때, 값을 변경하지 않는 함수면 컴파일러가 알 수 있도록 함수 정의 시 const 키워드를 붙이는게 좋다.

• 멤버 변수들을 수정할 수 없다. 모두 const 취급하는 것이다.

  int    getValue() const
  {
    return value_;
  }

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함수 파라미터에 const와 레퍼런스를 같이 붙이는 이유

• 다음 예제에서 print 함수의 파라미터는 복사 생성자를 호출한다.

  #include <iostream>
  
  class Something
  {
    int value_ = 0;
  
  public:
    Something()
    {
      std::cout << "Constructor\n";
    }
  
    int    getValue() const
    { 
      return value_;
    }
  };
  
  void    print(Something s)
  {
    std::cout << &s << std::endl;
    std::cout << s.getValue() << std::endl;
  }
  
  int        main()
  {
    const Something s;
  
    std::cout << &s << std::endl;
    print(s);
  }
  
  /* stdout
  Constructor
  012FFB9C
  012FFAC8
  0
  */

  • "Constructor" 메시지가 한 번만 출력된 것을 볼 수 있다.

    • 위에 정의된 생성자가 아닌, 기본 복사 생성자를 호출했기 때문이다.

• 이렇게 복사하는건 오버헤드가 크기 때문에 다음과 같이 원본으로 가져오는게 일반적이다.

  #include <iostream>
  
  class Something
  {
    int value_ = 0;
  
  public:
    Something()
    {
      std::cout << "Constructor\n";
    }
  
    int    getValue() const
    { 
      return value_;
    }
  };
  
  void    print(const Something& s)
  {
    std::cout << &s << std::endl;
    std::cout << s.getValue() << std::endl;
  }
  
  int        main()
  {
    const Something s;
  
    std::cout << &s << std::endl;
    print(s);
  }
  
  /* stdout
  Constructor
  00AFFB78
  00AFFB78
  0
  */

• const 키워드 유무에 따라 오버로딩이 다르게 적용된다.

  • 원래 같은 파라미터를 갖는 같은 이름의 함수는 두 개 이상 정의할 수 없으나, const가 붙는 함수는 다른 함수 취급한다.

    #include <iostream>
    
    class Something
    {
        int value_ = 0;
    
    public:
        const int& getValue() const
        {
            std::cout << "const version : " << value_ << '\n';
            return value_;
        }
    
        int& getValue()
        {
            std::cout << "non-const version : " << value_ << '\n';
            return value_;
        }
    };
    
    int        main()
    {
        Something       s1;
        const Something s2;
    
        s2.getValue();
        s1.getValue() = 100;
        s1.getValue();
    }
    
    /* stdout
    const version : 0
    non-const version : 0
    non-const version : 100
    */

  • 다음과 같이 const를 빼고 getValue 함수를 작성하면 오버로딩 오류가 발생한다.

    public:
    const int&    getValue()  // 여기 const가 없으면 오류
    { 
      std::cout << "const version : " << value_ << '\n';
      return value_;
    }
    
    int&        getValue()
    {
      std::cout << "non-const version : " << value_ << '\n';
      return value_;
    }

    error C2556: 'int &Something::getValue(void)': overloaded function differs only by return type from 'const int &Something::getValue(void)'

  • 다음과 같이 반환 값에 const가 없어도 오류가 발생한다.

    int&    getValue() const
    { 
      std::cout << "const version : " << value_ << '\n';
      return value_;
    }

    error C2440: 'return': cannot convert from 'const int' to 'int &'

    • int& getValue() const에서 오른쪽 const에 의해 내부 변수 값들이 const 취급된다. (여기서는 const int)

    • 그런데 반환 값은 int& 형태의 레퍼런스이므로 자료형이 맞지 않아서 발생하는 오류이다.

    • 반환 자료형을 레퍼런스 없이 int로만 쓰면 오류는 없지만, 앞에도 const를 붙여주는게 맞는 것 같다.