[디딤돌 C++] 58. 템플릿(TEMPLATE) 개요

이번에는 C++에서 제공하는 템플릿을 살펴보기로 해요.

C++언어에서 템플릿은 다양한 프로그램에서 공통적으로 사용할 수 있는 라이브러리 형태의 형식이나 기능을 정의할 때 사용합니다. 대표적으로 표준 템플릿 라이브러리(STL, Standard Template Library)를 들 수가 있습니다.

템플릿(Template)의 사전적 의미는 틀, 모형자입니다. 무엇인가를 만들기 위한 틀을 템플릿이라 부르는 것이죠.

템플릿 함수

C++언어에서 템플릿은 실제 코드를 만들기 위한 가짜 코드를 말합니다. 템플릿으로 형식이나 기능을 정의해도 실제 컴파일한 기계어 코드에는 반영하지 않습니다. 대신 템플릿으로 정의한 것을 사용하는 부분이 있으면 컴파일러는 사용하는 것에 맞게 실제 코드를 만들어 기계어 코드에 반영합니다. 따라서 사용하는 부분에 따라 하나의 템플릿 코드는 여러 개의 실제 코드로 기계어에 반영할 수 있습니다.

템플릿 클래스

템플릿으로 형식이나 기능을 정의할 때는 사용할 인자의 형식을 가상의 이름을 정하여 사용합니다. 대신 사용하는 부분에서 템플릿 인자 형식를 어떠한 형식으로 사용하는지에 따라 실제 코드를 만들죠. 이처럼 템플릿 코드는 실제 코드가 아니어서 일반적으로 헤더 파일에 작성합니다.

템플릿으로 형식이나 기능을 정의할 때 template 키워드를 명시하고 템플릿 형식 인자를 < >안에 열거합니다. 그리고 뒤에 형식이나 기능의 나머지 부분을 작성합니다.

template <typename data>
data *find_max_pos(data *base, size_t n)
{
    size_t mi = 0;
    ...중략...
    return base+mi;
}

template <typename data>
class Array
{
    data *base;
    size_t capacity;
    size_t count;
    ...중략...
};

그리고 컴파일러에서는 템플릿 함수를 사용할 때의 인자 형식에 맞게 실제 함수를 기계어 코드에 만들어 이를 호출하게 기계어 코드를 작성합니다.

int arr1[10]={9,32,13,47,25,76,17,5,29,10};
string arr2[5]={"안녕","고구마","추억","홍길동","갈색"};

int *mp1 = find_max_pos(arr1,10); 
cout<<"최대값:"<<*mp1<<endl;

string *mp2 = find_max_pos(arr2,5);
cout<<"최대값:"<<*mp2<<endl;

위와 같은 코드에서 find_max_pos를 두 번 호출하고 있는데 하나는 int 형식의 배열명, 다른 하나는 string 형식의 배열명을 전달하고 있습니다. 컴파일러는 이에 맞게 실제 함수를 기계어 코드에 만들어서 이를 호출하게 기계어를 코드를 작성합니다. 따라서 기계어 코드에는 템플릿 형식 인자 data를 int인 find_max_pos 함수와 string인 find_max_pos 함수가 생깁니다.

템플릿 클래스는 명확하게 어떠한 템플릿 인자를 사용할 것인지 나타내어 사용합니다. 마찬가지로 컴파일러는 템플릿 인자에 맞게 실제 클래스를 기계어 코드에 만들어 이를 사용합니다.

Array<int> a1;
Array<string> a2;

보다 자세한 사항은 앞으로 하나 하나 살펴보기로 해요.

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