[C++] 템플릿 ( Template ) - 함수 템플릿과 클래스 템플릿

템플릿

오버로딩을 활용하기 위한 것으로 기능은 결정되어 있으나 자료형이 정해지지 않은 것이다.

템플릿이란 말 그대로 무엇을 만들기위해 찍어내는 틀이다.

템플릿은 크게 함수 템플릿과 클래스 템플릿으로 나눌 수 있다.

함수 템플릿은 간단히 말하면 함수를 찍어내는 틀을 말하고, 클래스 템플릿은 클래스를 찍어내는 틀을 말한다.

1-1. 함수 템플릿

위에서 말했듯이 함수를 만드는 도구이다.

함수를 선언할 때 처리할 데이터의 자료형이 정해지지 않은 것으로 함수의 기능만 결정되어진 것이다. 

컴파일시 사용한 데이터 타입으로 함수가 만들어진다. 그렇게 만들어 진 것이 템플릿 함수이다.

예를 보자.

// 스왑 template <typename T> void Swap(T &num1,T &num2) { T temp = num1; num1 = num2; num2 = temp; }

위는 스왑 함수에 대한 함수 템플릿이다.

T는 자료형이 오는 자리이다. 위치에 int도 올 수 있고, float도 올 수 있으며, class나 struct 같은 사용자 정의 자료형도 올 수 있다.

만약 int 형이 들어간다면 아래와 같이 된다.

1-2. 템플릿 함수

// 스왑 void Swap(int &num1,int &num2) { int temp = num1; num1 = num2; num2 = temp; }

위는 1-1. 함수템플릿에 int라는 자료형을 넣어 만들어진 템플릿 함수 이다.

템플릿 함수란 함수 템플릿 즉, 함수 틀로 만들어진 함수 ( 템플릿을 통해 만들어진 함수 ) 로 실제 눈으로 보이진 않지만, 컴퓨터는 컴파일러시 저렇게 인식하고 있다.

컴파일시 생성된다고 말했다. 

ctrl + Alt + F7 을 눌러 재 빌드를 하고, obj (object) 파일을 txt 파일로 읽어보자.

main 에서 Swap 함수를 3 번 불렀다면, obj 파일에도 Swap함수가 3번 적혀있을 것이다. 

함수 템플릿을 사용해 템플릿 함수를 만드는 방법은

메인에서 함수를 그냥 사용하면된다.

int a = 15,b = 20; Swap<int>(a,b); //////////////////////////////////// swap(a,b);

주석 위 처럼 <int>라고 명시해줘도 되지만 

주석 아래처럼 명시하지 않아도 자료형이 int라고 인식한다.

만약 템플릿 화를 T1,T2로 하여 두 자료형이 서로 다르다면 자료형을 반드시 명시해줘야한다.

2-1. 클래스 템플릿

이제 클래스 템플릿이 무엇인지 알 것이다. 바로 클래스 를 만들어내는 틀! 이다.

클래스 템플릿도 함수 템플릿과 마찬가지로 컴파일시 템플릿 인자로 넘어온 자료형을 적용하여 새로운 클래스를 하나 생성한다. 그렇게 만들어진 클래스가 템플릿 클래스 이다.

클래스 템플릿 사용 시 하나의 헤더파일안에 함수의 구현과 선언부분을 모두 써줘야한다. 템플릿화 되지 않은 함수도 헤더 파일 안에 써줘야한다. 그렇지 않으면 링크시 구현부분을 찾지못해 Error가 발생한다. 

새 클래스 생성시 .cpp파일에 생기는 생성자와 소멸자의 정의 부분도 지워주어야 제대로 컴파일 되는 것을 확인할 수 있을 것이다.

#pragma once #include<iostream> using namespace std; template <typename T> class cDoubleList { private: Node* m_pHead; Node* m_pTail; public: cDoubleList(void) {} ~cDoubleList(void) {} // 출력 void OutputData(); }; // 출력 template <typename T> void cDoubleList<T>::OutputData() { Node* pHead = m_pHead->m_pNext; while(pHead != m_pTail) { pHead->OutputData(); pHead = pHead->m_pNext; } }

위는 클래스 템플릿 사용법을 포스트 하기위해 필자가 만든 DoubleList Templating 의 헤더파일 중 output 함수부분만 떼어온 것이다.

위를 정리하면 아래와 같다.

template <typename T> class 클래스이름 { void 함수이름(); } template <typename T> void 클래스이름<T>::함수이름() { // 함수 구현 부분 }

클래스 템플릿은 template <typename T> 을 쓰고 class 클래스이름을 쓴다.

클래스 템플릿 내부의 함수는 클래스 밖 아래에서 구현을 한다.

template <typename T> 과 클래스이름<T>를 쓰고, 함수 이름을 쓴다.

2-2. 템플릿 클래스

템플릿 함수와 마찬가지로 클래스 템플릿을 통해 만들어진 클래스 이다.

메인에서 선언할 때는

cDoubleList<int> intTest;

위와 같이 <int>라고 자료형을 반드시 명시해줘야 한다. 이것이 템플릿 함수와의 차이다.