오버로딩과 템플릿

함수 오버로딩

 

C++에서 두 개의 다른 함수는 매개변수가 다른 경우 같은 이름을 가질 수 있습니다. 매개변수의 수가 다르거나 매개변수의 유형이 다르기 때문입니다. 예를 들어:

// overloading functions
#include <iostream>
using namespace std;

int operate (int a, int b)
{
  return (a*b);
}

double operate (double a, double b)
{
  return (a/b);
}

int main ()
{
  int x=5,y=2;
  double n=5.0,m=2.0;
  cout << operate (x,y) << '\n';
  cout << operate (n,m) << '\n';
  return 0;
}

10
2.5

두개의 함수가 있지만 2개의 함수는 이름만 같고 전달되는 값들이 다른 형태이기 떄문에 각각 다른 유형의 함수로 작동 합니다.

해당 전달 인자의 타입에 맞추어 각각 알맞은 함수가 호출됩니다.

 

함수 템플릿

오버로드된 함수는 동일한 정의를 가질 수 있습니다. 예를 들어:

// overloaded functions
#include <iostream>
using namespace std;

int sum (int a, int b)
{
  return a+b;
}

double sum (double a, double b)
{
  return a+b;
}

int main ()
{
  cout << sum (10,20) << '\n';
  cout << sum (1.0,1.5) << '\n';
  return 0;
}

여기, sum는 다른 매개변수 유형으로 오버로드되지만 정확히 동일한 본문을 사용합니다.

함수 sum는 많은 유형에 대해 오버로드될 수 있으며 모든 유형이 동일한 본문을 갖는 것이 합리적일 수 있습니다. 이와 같은 경우 C++에는 함수 템플릿 이라고 하는 제네릭 유형으로 함수를 정의할 수 있는 기능이 있습니다 . 함수 템플릿을 정의하는 것은 template키워드와 꺾쇠 괄호 <>로 묶인 일련의 템플릿 매개변수 가 앞에 오는 것을 제외하고 일반 함수와 동일한 구문을 따릅니다

template <template-parameters> function-declaration
템플릿 매개변수는 쉼표로 구분된 일련의 매개변수입니다. 이러한 매개변수는 class또는typename키워드 다음에 식별자가 옵니다. 그런 다음 이 식별자는 일반 유형인 것처럼 함수 선언에서 사용할 수 있습니다. 예를 들어, 일반 sum함수는 다음과 같이 정의할 수 있습니다.

template <class SomeType>
SomeType sum (SomeType a, SomeType b)
{
  return a+b;
}

SomeType 타입은 템플릿 함수 내부에서 어떤 타입으로도 사용이 가능합니다.

반환값, 매개변수, 지역변수 등등 어디에서든지 해당 타입을 이용하여 함수를 작성 할수 있습니다.

 

예를 들어 sum위에 정의된 함수 템플릿은 다음과 같이 호출할 수 있습니다.

 

x = sum<int>(10,20);

sum<int>는 함수 템플릿의 가능한 인스턴스화 중 하나일 뿐입니다. 이 경우 int호출에서 템플릿 인수로 사용하여 컴파일러 는 다음과 같이 정의된 것처럼 sum함수의 SomeType이 int형으로 대체되는 버전을 자동으로 생성합니다.

int sum (int a, int b)
{
  return a+b;
}

실제 예를 살펴보겠습니다.

// function template
#include <iostream>
using namespace std;

template <class T>
T sum (T a, T b)
{
  T result;
  result = a + b;
  return result;
}

int main () {
  int i=5, j=6, k;
  double f=2.0, g=0.5, h;
  k=sum<int>(i,j);
  h=sum<double>(f,g);
  cout << k << '\n';
  cout << h << '\n';
  return 0;
}

위의 예에서는 함수 템플릿을 sum두 번 사용했습니다. 처음에는 type 의 인수를 int사용하고 두 번째는 double 의 인수를 사용합니다 

컴파일러는 int 와 double 타입의 함수 2개를 인스턴스화한 다음 적절한 버전의 함수를 호출할 때마다 호출합니다.  

T result;

반환값도 T형으로 컴파일이 이루어집니다.

일반적으로 템플릿 함수를 사용할떄는 <>꺽쇠로 타입을 명시해줍니다.

k = sum<int> (i,j);

h = sum<double> (f,g);

 

하지만 특정한 경우 sum컴파일러는 꺾쇠 괄호 안에 명시적으로 지정하지 않고도 데이터 유형을 자동으로 추론할 수도 있습니다.

k = sum (i,j);
h = sum (f,g);

 

// function templates
#include <iostream>
using namespace std;

template <class T, class U>
bool are_equal (T a, U b)
{
  return (a==b);
}

int main ()
{
  if (are_equal(10,10.0))
    cout << "x and y are equal\n";
  else
    cout << "x and y are not equal\n";
  return 0;
}

이 예에서는 다음에 대한 호출에서 자동 템플릿 매개변수 추론을 사용합니다 are_equal.

are_equal(10,10.0)

다음과 동일합니다.

are_equal<int,double>(10,10.0)

 

 

유형이 아닌 템플릿 인수

템플릿 매개변수는 class또는 typename에 의해 도입된 유형을 포함할 수 있을 뿐만 아니라 특정 유형의 표현식도 포함할 수 있습니다.

// template arguments
#include <iostream>
using namespace std;

template <class T, int N>
T fixed_multiply (T val)
{
  return val * N;
}

int main() {
  std::cout << fixed_multiply<int,2>(10) << '\n';
  std::cout << fixed_multiply<int,3>(10) << '\n';
}

fixed_multiply함수 템플릿 의 두 번째 인수유형은 int입니다. 일반 함수 매개변수처럼 보이지만 실제로는 매개변수처럼 사용할 수 있습니다. 

 

그러나 중요한 차이점이 있습니다. 템플릿 매개변수의 값은 함수의 다른 인스턴스화를 생성하기 위해 컴파일 타임에 결정 되므로 fixed_multiply해당 인수의 값은 런타임 중에 절대 전달되지 않습니다.  (변수를 전달할 수 없음)