[C++] 오버라이딩

이번주는 가상 함수와 오버라이딩에 대해 공부하는 주차였는데, 포인터에 대한 개념이 확실히 잡혀 있지 않다 보니 이해하기가 조금 어려웠다. C++은 포인터 개념이 이해가 안되면 다음 진도 나갔을 때 확실히 힘겨운 부분이 있는 것 같다. 회사를 다니면서 학교 공부를 따라가야 되다보니 진도에 내가 딸려(?) 가고 있는데,어떻게든 시간을 내서 포인터를 다시 공부해야 겠다는 생각이 들었다.

 

1. 용어

• virtual 키워드: 동적 바인딩 지시어, 컴파일러에게 함수에 대한 호출 바인딩을 실행 시간까지 미루도록 지시함
• 동적 바인딩: 파생 클래스에 대해 기본 클래스에 대한 포인터로 가상 함수를 호출하는 경우, 객체 내에 오버라이딩한 파생 클래스의 함수를 찾아 실행
  = 실행 시간에 바인딩이 일어난다 정도로 이해

 

2. 오버라이딩

• 가상 함수(virtual function): virtual 키워드로 선언된 멤버 함수
• 함수 오버라이딩(function overiding): 파생 클래스에서 기본 클래스의 가상 함수와 동일한 이름의 함수 선언
  • 기본 클래스의 가상 함수의 존재감을 상실시킴
  • 파생 클래스에서 오버라이딩한 함수가 호출되도록 동적 바인딩
  • 함수 재정의라고도 불리우며, 다형성의 한 종류
  • 그냥 간단하게 말하자면, 기본 클래스 말고 파생 클래스가 실행되도록 해주는 것

💡 오버라이딩 시 가상 함수의 virtual 지시어가 상속되기 때문에, 파생 클래스에서는 virtual 지시어 생략 가능 💡 가상 함수의 접근 지정은 private, protected, public 중 자유롭게 지정 가능

예시) 오버라이딩과 가상 함수 호출 예제

#include <iostream>
using namespace std;

class Base {
public:
	virtual void f() { cout << "Base::f() called" << endl; }  // virtual 키워드로 인해 숨겨짐(?) 
};

class Derived : public Base {
public:
	virtual void f() { cout << "Derived::f() called" << endl; }
};

int main() {
	Derived d, *pDer;
    pDer = &d
    pDer->f();
    
    Base *pBase;
    pBase = pDer;
    pBase->f(); // 동적 바인딩 발생, Derived::f() 실행
}

 

2-1. 목적

• 오버라이딩의 목적: 파생 클래스에서 구현할 함수 인터페이스 제공(= 파생 클래스의 다형성 실현) 

예시)

• draw() 가상 함수를 가진 기본 클래스 Shape
• 오버라이딩을 통해 Circle, Rect...등 클래스에서 자신만의 draw() 구현
  = draw()를 실행하는데 나만의 shape을 가진 것

▼ 기본 클래스 Shape

class Shape {
protected:
	virtual void draw() {} // 가상 함수 선언. 파생 클래스에서 재정의할 "인터페이스" 역할
}

▼ 파생 클래스 Circle - 오버라이딩, 다형성 실현

class Circle : public Shape {
protected:
	virtual void draw() {
    //circle을 그린다.
    }
}

 

2-2. 성공 조건

• 가상 함수 이름, 매개 변수 타입과 개수, 리턴 타입이 모두 일치할 때

class Base {
public:
	virtual void fail();
    viirtual void success();
};

class Derived : public Base {
public:
	virtual int fail(); // 리턴 타입이 달라 오버라이딩 실패
    virtual void success(); // 오버라이딩 성공
};

 

2-3. 정적 바인딩을 지시하는 범위 지정 연산자(::)

동적 바인딩이 일어날 때 지정을 해서 정적 바인딩도 가능

• 범위 지정 연산자(::)
  • 정적 바인딩을 지시
  • 기본 클래스::가상함수() 형태로 기본 클래스의 가상 함수를 정적 바인딩으로 호출

class Shape {
public:
	virtual void draw() {
    	cout << "--shape--";
    }
};

class Circle : public Shape {
public:
	virtual void draw() {
    	Shape::draw() // 정적 바인딩. 기본 클래스의 draw() 호출
        cout << "Circle" << endl;
    }
};

int main() {
 	Circle circle;
	Shape *pShape = &circle;
    
    pShape->draw(); // 동적 바인딩
    pShape->Shape::draw(); // 정적 바인딩
}

 

2-4. 오버로딩 vs 함수 재정의 vs 오버라이딩 비교

아직 조금 헷갈리지만, 조금 더  익숙해진 후에는 하기에 기재한 교재 내용을 나만의 워딩으로 바꿀 것.

비교 요소	오버로딩	함수 재정의	오버라이딩
정의	매개 변수 타입, 개수가 다르지만 이름이 같은 함수가 중복 작성	기본 클래스의 멤버 함수를 파생 클래스에서 이름, 매개 변수 타입과 개수, 리턴 타입까지 완벽히 같은 원형으로 재작성하는 것	기본 클래스의 가상 함수를 파생 클래스에서 이름, 매개 변수 타임과 개수, 리턴 타입까지 완벽히 같은 원형으로 재작성하는 것
존재	클래스의 멤버들 사이, 외부 함수들 사이, 기본 클래스&파생 클래스 사이에 존재 가능	상속 관계	상속 관계
목적	이름이 같은 여러 개의 함수를 중복 작성하여 사용 편의성 향상	기본 클래스 멤버 함수와 별도로 파생 클래스에서 필요하여 작성	기본 클래스에서 구현된 가상 함수를 무시하고 파생 클래스에서 새로운 기능으로 재작성하고자 함
바인딩	정적 바인딩 컴파일 시에 중복된 함수들의 호출 구분	정적 바인딩 컴파일 시에 함수의 호출 구분	동적 바인딩. 실행 시간에 오버라이딩된 함수를 찾아 실행
객체 지향 특성	컴파일 시간 다형성	컴파일 시간 다형성	실행 시간 다형성

 

3. 정리

1. 파생 클래스에서 기본 클래스의 가상 함수와 동일한 타입의 함수를 재작성하는 것이 함수 오버라이딩
2. 가상함수란 virtual 키워드로 선언된 멤버 함수로서, 컴파일러에게 자신에 대한 호출을 실행시간까지 미루도록 지시
3. 파생 클래스에서 가상 함수를 오버라이딩하고 기본 클래스의 포인터로 파생 클래스의 객체를 가리킬 때, 가상 함수를 호출하면 무조건 파생 클래스에서 오버라이딩한 가상 함수가 호출된는 것이 동적 바인딩