| C와 C++관련 |
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| 제목 | Virtual Function 1998/07/15 (09:52) |
| 이름 | 김효원 |
| 번호 | 8 |
| 조회 | 630 |
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< 객체 지향 프로그래밍 : Virtual Functions > 간혹 static binding이라고도 하는 초기바인딩(early binding)은 호출한 함수를 컴파일할때 결정하는 프로세스이다. 모든 C프로그램은 모든 함수와 서브루틴 함수 호출을 위해 초기 바인딩을 사용한다. C++은 실행을 위해 프로그램이 메모리의 어디에 로드될 것인지 컴파일 시간에는 알 수 없다. 실행될 컴퓨터 구성에 따라 첫번째 사용가능한 메모리 주소는 다르기 때문이다. 그래서, C++은 프로그램을 컴파일 할때 컴파일 화일 안에 순차적으로 컴파일된 화일을 축적한다. main()함수가 호출된 후에, 그로부터 상대적인 위치를 기억하는 것이다. 프로그램을 실행할때 .EXE 프로그램 로더는 프로그램이 실행될 수 있고 모든 함수 호출에 그 주소를 더할 수 잇는 메모리에서 첫번째 가능한 자유 공간을 결정한다. 따라서, 컴파일될때 모든 주소들은 상대적이고, 실행될 때는 절대적이 된다. 지연바인딩(late binding)은 프로그램이 실제로 실행될 때까지 함수 호출에 아무것도 저장되지 않을때 발생한다. 지연바인딩은 프로그램의 주어진 지점에서 함수를 호출할 함수를 결정하기 위해 실행시간까지 기다리는 프로세스이다. void (*fun[])(float)={doSin,doCos,doTan}; void doSin(float num); void doCos(float num); void doTan(float num); 과 같이, 함수에 대한 포인터를 선언할때. fun[str](number); 라고 호출하면, 컴파일러는 컴파일할 당시에, 아무런 주소도 삽입할 수 없게 된다. 실행시간까지 세개의 함수중에서 어떤 것으로 결정할 수가 없게 된다. 가상함수(Virtual Function)은 OOP를 위해 지연 바인딩 체계를 제공한다. 실행시간에 프로그램이 호출할 함수를 결정한다. 가상함수가 필요할 때는 다음과 같다. '클래스 군으로부터 몇개의 객체를 정의할때, 그리고 군 내의 하나 이상의 클래스가 공통 이름을 가진 함수들을 포함할때, 가상함수를 사용하자.' Base Class : Building public prData(); 파생 Class: Office public prData(); 파생 Class인 Office객체에 대하여, prData()를 실행하면, Office객체 내의 prData()가 실행되는 것이 아니라, Base Class인 Building객체 내의 prData()가 실행된다. 이것이 가상 함수의 필요성을 말해주고 있다. 이 문제는 초기 바인딩이 원인이다. 함수에 대한 포인터를 컴파일시에 결정하기 때문에, 어느 클래스에 속한 함수를 가리키는지를 제대로 결정할 수가 없게 된다. 함수앞에 virtual이라는 키워드를 포함하게 되면, *this객체가 기반 클래스에서 나온 것이라면, 기반클래스의 함수를 호출하며, 파생 클래스(같은 이름의 함수를 포함하는) 에서 나온 것이라면, 파생 클래스 내의 함수를 호출하게 된다. 물론, 같은 이름의 함수를 포함하지 않는 파생 클래스라면, 기반 클래스내의 함수를 호출한다. virtual키워드는 기반 클래스의 함수 선언에만 추가하면 된다. virtual void prData(void); // in base Class 때로는, 기반 클래스 가상 함수가 코드를 포함하지 않으며, 후속 클래스를 파생하기 위해서만 존재할 때, pure virtual function(순수 가상 함수)라고 불린다. 이때는 순수 가상 함수를 포함하는 클래스로부터는 객체를 형성할 수 없다. 순수 가상 함수를 가진 기반 클래스는 추상적이고, 나머지 상속 군의 모형이기 때문에 abstract base class(추상 기반 클래스) 라고 하며, 객체를 형성하기 위해서는 결코 사용될 수 없다. virtual void prData(void)=0; 라는 선언을 사용하면, 컴파일러가 기반 클래스 객체를 형성할 수 없으므로, 컴파일 시에 에러가 발생한다. '=0'을 추가하지 않으면, 실행 시간 에러가 나므로, debug하기가 더 어렵다. <효율성의 문제> 실행시간에 주소를 분석하기 위해 간접 함수 호출 표의 정교한 시스템을 사용해야 하면, vtable이라고 하는, 가상 함수 주소의 표는 다형적으로 호출될 수 있는 함수의 주소를 포함한다. 각 클래스는 vtable의 복사본을 가지며, 프로그램이 실행될때 상속 계층에서 정확한 멤버 함수를 찾기 위해서 vtable은 중간 매개체로 사용된다. 가상 함수를 사용하는 것이 일반 멤버 함수 호출을 사용하는 것보다 덜 효율적임은 사실이다. 클래스들 사이에서 모든 멤버 함수를 다르게 명명하는 것 또한 소스의 비효율성을 증가시킬 수 있으므로, 기반 클래스 함수 앞에 virtual을 삽입하는 문제를 신중히 생각해야 한다. 이런 가상 함수의 비효율적인 특성은 C++ 설계자들이 왜 모든 기반 클래스 함수를 위해 virtual을 default로 하지 않았는지를 알 수 있다. |
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