C++ 초급 - 요약 정리

C++ 초급 - 요약 정리

2025. 2. 22. 18:54ㆍ프로그래밍 언어/C++

1. C++ 소개 및 개발 환경 설정

1.1 C++ 개요 및 특징

C++의 탄생과 역사
- C++의 개발 배경 (Bjarne Stroustrup, 1983년 발표)
- C와의 차이점 (객체지향 프로그래밍 지원)
- 실무에서의 활용 (게임 개발, 임베디드 시스템, 금융 시스템 등)
C++의 주요 특징
- 객체지향 프로그래밍 (OOP: 캡슐화, 상속, 다형성)
- 메모리 관리 (동적 메모리 할당, 스마트 포인터)
- 표준 라이브러리 (STL: vector, map, set 등)
- 성능과 최적화 (컴파일 언어, 최적화 가능성)
- C와의 호환성 (C 언어 코드 실행 가능)
- 최신 기능 (템플릿, 람다, 모듈 등)

1.2 C++ 표준 버전 개요

C++ 표준 버전별 주요 변화
- C++98 (최초 표준화, 기본적인 OOP 기능)
- C++03 (C++98 보완)
- C++11 (스마트 포인터, auto, 람다 함수, nullptr 도입)
- C++14 (일부 C++11 개선, std::make_unique)
- C++17 (std::optional, if constexpr, 구조적 바인딩)
- C++20 (concepts, ranges, coroutines)
- C++23 (std::expected, 개선된 모듈 시스템)

1.3 개발 환경 설정

C++ 개발 도구 선택
- 다양한 컴파일러와 IDE 비교
- GCC, Clang, MSVC 등의 차이점
컴파일러 및 IDE 설치
- Windows
  - MinGW-w64 설치 방법 (GCC 사용)
  - Visual Studio Community 설치 (MSVC 사용)
  - WSL을 활용한 Ubuntu + Clang 환경 설정
- MacOS
  - Homebrew를 사용한 Clang/GCC 설치
  - Xcode 및 터미널에서 C++ 컴파일 환경 설정
- Linux (Ubuntu, Debian)
  - sudo apt install g++로 설치 및 확인
IDE 및 텍스트 에디터 설정
- Visual Studio Code
  - 확장 기능(C++ IntelliSense, CMake, Debugging)
  - tasks.json을 활용한 빌드 시스템 설정
- CLion (JetBrains)
  - CMake 프로젝트 설정
- Visual Studio
  - MSVC 기반 프로젝트 생성 방법
- 터미널 사용
  - GCC, Clang을 활용한 명령줄 컴파일 (g++ main.cpp -o main)
  - make 및 CMake 소개

1.4 첫 번째 C++ 프로그램 실행

Hello, World! 프로그램 작성
- #include <iostream>
- int main()
- {
- std::cout << "Hello, World!" << std::endl;
- return 0;
- }
코드 설명
- #include <iostream>: 표준 입출력 라이브러리 포함
- int main(): C++ 프로그램의 진입점
- std::cout: 콘솔 출력
- std::endl: 줄바꿈
- return 0;: 정상 종료 의미
컴파일 및 실행 방법
- GCC 사용: g++ main.cpp -o main && ./main
- MSVC 사용: cl main.cpp && main.exe
- Visual Studio Code에서 실행하는 방법
- 디버깅 기본 설정 (gdb / lldb 소개)

2. 기본 문법

2.1 변수와 데이터 타입

C++에서 변수를 선언하고 사용할 때, 데이터 타입을 지정해야 한다.

(1) 기본 데이터 타입

데이터 타입	크기 (보통)	설명
int	4바이트	정수형 (예: 42, -10)
float	4바이트	단정도 부동소수점 (예: 3.14f)
double	8바이트	배정도 부동소수점 (예: 3.1415926535)
char	1바이트	단일 문자 (예: 'A', 'b')
bool	1바이트	참/거짓 (true, false)

int age = 25;
float pi = 3.14f;
double precisePi = 3.1415926535;
char grade = 'A';
bool isPassed = true;

(2) 변수 선언 및 초기화

int x; → 선언만 함 (초기화되지 않음)
int y = 10; → 선언과 동시에 초기화

2.3 기본 입출력 (cin, cout)

(1) 표준 출력 (std::cout)

#include <iostream>

int main() {
    std::cout << "Hello, C++!" << std::endl;
    return 0;
}

std::cout → 콘솔에 출력
std::endl → 줄바꿈

(2) 표준 입력 (std::cin)

#include <iostream>

int main() {
    int age;
    std::cout << "나이를 입력하세요: ";
    std::cin >> age;
    std::cout << "입력한 나이: " << age << std::endl;
    return 0;
}

std::cin >> 변수명; → 입력을 받음
>> 연산자로 여러 개의 입력 가능 (std::cin >> a >> b;)

2.5 **연산자 (+, -, *, /, %, ++, --)**

(1) 산술 연산자

연산자	설명	예제
+	덧셈	a + b
-	뺄셈	a - b
*	곱셈	a * b
/	나눗셈	a / b (정수 나눗셈은 몫만 반환)
%	나머지 연산	a % b (정수만 가능)

int a = 10, b = 3;
std::cout << a / b;  // 출력: 3 (정수 나눗셈)
std::cout << a % b;  // 출력: 1 (나머지)

(2) 증가 및 감소 연산자 (++, --)

연산자	설명	예제
++a	전위 증가	먼저 증가 후 연산 수행
a++	후위 증가	연산 수행 후 증가
--a	전위 감소	먼저 감소 후 연산 수행
a--	후위 감소	연산 수행 후 감소

int x = 5;
std::cout << ++x; // 6 (먼저 증가)
std::cout << x++; // 6 (출력 후 증가, x는 7이 됨)
std::cout << --x; // 6 (먼저 감소)

2.6 형 변환 (static_cast, 묵시적 & 명시적 변환)

(1) 묵시적 변환 (Implicit Conversion)

작은 타입 → 큰 타입으로 자동 변환

int num = 10;
double d = num;  // int → double 자동 변환
std::cout << d;  // 출력: 10.0

char → int → float → double 순서로 자동 변환됨

(2) 명시적 변환 (Explicit Conversion)

static_cast<T>(변수명)을 사용하여 명시적으로 변환

double pi = 3.14159;
int intPi = static_cast<int>(pi);  // 소수점 제거
std::cout << intPi;  // 출력: 3

C 스타일 변환 ((int)pi)보다 안전하고 명확한 변환 방식이다.

주제	설명
2.1 변수와 데이터 타입	int, float, double, char, bool 기본 타입 소개
2.2 auto 타입 추론 (C++11)	컴파일러가 타입을 자동으로 추론하는 기능
2.3 기본 입출력 (cin, cout)	표준 입출력 스트림 개념과 활용
*2.4 주석 (//, / /)*	코드 내 설명을 위한 주석 사용법
*2.5 연산자 (+, -, , /, %, ++, --)**	산술 연산 및 증가/감소 연산자 활용
2.6 형 변환	묵시적 변환과 명시적 변환 (static_cast)

3. 제어문 (Control Statements)

제어문은 프로그램의 흐름을 조정하는 역할을 하며, 조건에 따라 실행 경로를 변경하거나 특정 코드를 반복적으로 실행하는 데 사용된다.

번호	주제	설명
3.1 조건문	if-else, switch-case	조건을 검사하여 코드 실행 흐름을 변경
3.2 반복문	for, while, do-while	특정 조건이 만족될 때까지 반복 실행
3.3 if constexpr (C++17)	컴파일 시간 조건문	if 문을 컴파일 타임에서 실행

📌 3.1 조건문 (Conditional Statements)

조건문은 주어진 조건을 평가하여 코드 실행을 결정하는 역할을 한다.

(1) if-else 문

조건이 true이면 실행, false이면 실행하지 않음
else if를 사용하여 여러 개의 조건을 검사 가능

(2) switch-case 문

여러 개의 값을 비교할 때 사용
break를 사용하여 각 case 종료
default를 사용하여 기본 동작 지정

📌 3.2 반복문 (Loops)

반복문은 특정 조건이 만족될 때까지 코드 블록을 실행하는 구조이다.

(1) for 문

고정된 횟수만큼 반복할 때 사용
초기화 → 조건 검사 → 실행 → 증감 순서로 동작

(2) while 문

조건이 true인 동안 계속 실행
반복 횟수가 정해지지 않은 경우 사용

(3) do-while 문

최소 한 번 실행한 후, 조건이 true이면 반복 실행
사용자 입력 기반 프로그램 등에 활용됨

📌 3.3 if constexpr (C++17, Compile-Time If Statement)

컴파일 타임에서 조건을 평가하여 불필요한 코드를 제거하는 최적화 기법
템플릿 프로그래밍에서 유용하게 사용됨
일반 if 문과 달리 실행 시 조건 평가가 아니라 컴파일 시 결정됨

📌 4. 함수와 변수의 범위 (Functions and Variable Scope)

C++에서 함수(Function)는 특정 작업을 수행하는 코드 블록이며, 변수의 범위(Variable Scope)는 변수가 접근 가능한 영역을 의미한다.
이 단원에서는 C++에서 함수와 변수의 범위를 다루며, 함수의 다양한 특성과 효율적인 코드 작성 방법을 설명한다.

📌 4.1 함수 선언과 정의 (Function Declaration & Definition)

함수를 사용하려면 먼저 선언(Declaration)과 정의(Definition)을 알아야 한다.

🔹 함수 선언과 정의

함수 선언: 함수의 이름, 반환 타입, 매개변수를 지정하지만, 본문(Body)은 없음.
함수 정의: 함수의 실제 실행 내용을 포함한 코드 블록.

📌 세부 내용

함수 선언과 정의의 차이
반환 값(Return)과 매개변수(Arguments)
값 전달(Call by Value) vs 참조 전달(Call by Reference)
함수 프로토타입(Function Prototype) 사용법

📌 4.2 함수 오버로딩 (Function Overloading)

같은 이름을 가진 여러 개의 함수를 정의할 수 있는 기능.
매개변수의 타입(type) 또는 개수(number)가 다르면 다른 함수로 간주됨.

📌 세부 내용

함수 오버로딩의 기본 원칙
매개변수 개수와 타입을 이용한 차별화
오버로딩의 활용 예제

📌 4.3 기본 매개변수 (Default Arguments)

함수의 매개변수에 기본값을 설정하여, 호출 시 값을 생략하면 기본값이 자동으로 적용된다.

📌 세부 내용

기본 매개변수의 정의 및 사용법
기본값이 설정된 매개변수의 우선순위
오버로딩과 기본 매개변수의 차이점
C++ 표준 라이브러리에서의 활용 예시

📌 4.4 변수의 범위 (Variable Scope)

변수는 선언된 위치에 따라 접근 가능 범위(Scope)가 결정된다.

🔹 변수의 종류

전역 변수 (Global Variables)
- 프로그램 전체에서 접근 가능.
지역 변수 (Local Variables)
- 특정 함수 또는 코드 블록 내에서만 사용 가능.
정적 변수 (static Variables)
- 한 번만 초기화되고, 함수 호출이 끝나도 값이 유지됨.
상수 (const Variables)
- 변경할 수 없는 변수.

📌 세부 내용

전역 변수 vs 지역 변수
static 변수의 동작 원리
const 변수와 constexpr 변수의 차이
메모리 관리와 성능 최적화 관련 고려사항

📌 4.5 inline 함수 (Inline Functions)

함수를 호출할 때 발생하는 오버헤드를 줄이기 위해, 컴파일러가 함수 호출을 코드로 직접 치환하는 기능.

📌 세부 내용

inline 함수의 개념
컴파일러의 inline 최적화 방식
inline 함수의 장점과 단점
짧은 함수에서 inline을 사용해야 하는 이유
C++17 이후 constexpr과의 관계

번호	주제	설명
4.1 함수 선언과 정의	함수의 기본 구조	선언 vs 정의, 매개변수 전달 방식
4.2 함수 오버로딩	같은 이름의 함수 여러 개 정의	매개변수의 개수와 타입을 이용한 차별화
4.3 기본 매개변수	매개변수 기본값 설정	함수 호출 시 생략 가능
4.4 변수의 범위	전역, 지역, 정적, 상수 변수	변수의 생명 주기와 메모리 관리
4.5 inline 함수	실행 속도 최적화	함수 호출 오버헤드 감소

📌 5. 포인터와 참조 (Pointers and References)

C++에서 포인터(Pointer)와 참조(Reference)는 메모리 주소를 직접 다루는 기능을 제공한다.
포인터와 참조를 사용하면 효율적인 메모리 관리와 객체 제어가 가능하지만, 올바르게 사용하지 않으면 메모리 누수(Memory Leak)나 프로그램 오류가 발생할 수 있다.
C++11에서는 스마트 포인터(Smart Pointer)가 도입되어 메모리 관리를 자동화할 수 있다.
이 단원에서는 포인터와 참조를 다루며, 동적 메모리 할당 및 스마트 포인터의 활용까지 학습한다.

📌 5.1 **포인터 기본 개념 (*, &, nullptr)**

포인터는 메모리 주소를 저장하는 변수이며, 이를 통해 동적 메모리 할당과 배열, 객체의 직접 제어가 가능하다.

🔹 포인터 연산자

연산자	설명
*	포인터 변수를 선언하거나, 포인터가 가리키는 값을 참조할 때 사용
&	변수의 주소를 가져올 때 사용
nullptr	포인터가 아무것도 가리키지 않음을 나타내는 값 (C++11 이상)

📌 세부 내용

포인터 변수 선언 및 초기화
nullptr을 사용한 안전한 포인터 초기화
포인터를 활용한 배열 및 문자열 처리

📌 5.2 동적 메모리 할당 (new, delete)

C++에서는 new와 delete 키워드를 사용하여 런타임에 동적으로 메모리를 할당 및 해제할 수 있다.
동적 메모리 할당을 적절히 사용하면 프로그램 실행 중 필요한 만큼의 메모리를 할당할 수 있지만, 메모리 누수를 방지하기 위해 반드시 delete를 사용하여 해제해야 한다.
📌 세부 내용

new와 delete를 사용한 동적 메모리 할당 및 해제
배열의 동적 할당 (new[], delete[])
메모리 누수 방지 및 올바른 해제 방법

📌 5.3 참조 (& 연산자)

참조(Reference)는 포인터와 유사하지만, 한 번 초기화되면 다른 변수를 가리킬 수 없는 특징이 있다.
참조는 함수의 매개변수를 전달할 때, 복사 오버헤드를 줄이기 위해 자주 사용된다.
📌 세부 내용

참조 변수의 선언 및 초기화
포인터와 참조의 차이점
함수 매개변수에서 참조의 활용 (Call by Reference)

📌 5.4 스마트 포인터 (std::unique_ptr, std::shared_ptr)

C++11부터 스마트 포인터(Smart Pointer)가 도입되어, 개발자가 직접 delete를 호출하지 않아도 자동으로 메모리가 관리된다.
스마트 포인터를 사용하면 메모리 누수를 방지하고, 안전한 동적 객체 관리가 가능하다.
📌 세부 내용

std::unique_ptr (단독 소유권을 가지는 스마트 포인터)
std::shared_ptr (참조 카운트를 사용하는 공유 스마트 포인터)
std::weak_ptr (순환 참조 문제 해결)

번호	주제	설명
5.1 포인터 기본 개념	포인터의 선언 및 사용법	*, &, nullptr의 의미 및 활용
5.2 동적 메모리 할당	new, delete를 통한 메모리 관리	메모리 누수 방지 및 동적 배열 처리
5.3 참조 (&)	참조 변수 및 함수 매개변수 전달 방식	포인터와 참조의 차이점 및 장점
5.4 스마트 포인터	std::unique_ptr, std::shared_ptr	스마트 포인터를 통한 메모리 자동 관리

📌 6. 배열과 문자열

C++에서 배열(Array)과 문자열(String)은 데이터를 효율적으로 저장하고 처리하는 중요한 자료구조이다.
기본적인 배열과 다차원 배열, C-스타일 문자열, C++ 표준 라이브러리의 std::vector 및 std::string을 학습한다.

📌 6.1 배열 (int arr[5];)

배열은 같은 데이터 타입을 연속된 메모리 공간에 저장하는 자료구조이다.

배열 선언 및 초기화
배열의 요소 접근 및 수정
배열 크기 및 반복문을 이용한 순회
배열과 포인터의 관계

📌 6.2 다차원 배열 (int matrix[3][3];)

다차원 배열은 2차원 이상의 데이터를 저장할 수 있는 배열이다.

2차원 배열 선언 및 초기화
다차원 배열 요소 접근 및 수정
중첩 반복문을 이용한 다차원 배열 순회
배열의 동적 할당을 이용한 다차원 배열 활용

📌 6.3 std::vector (C++98부터 사용 가능)

std::vector는 배열의 단점을 보완한 동적 크기 조절이 가능한 컨테이너이다.

std::vector 선언 및 초기화
push_back, size, at 등의 기본적인 기능
반복문을 이용한 std::vector 순회
동적 크기 조절과 메모리 관리의 차이점

📌 6.4 C-스타일 문자열 (char str[])

C-스타일 문자열은 char 배열을 사용하여 문자열을 표현하는 방식이다.

C-스타일 문자열 선언 및 초기화
문자열 입력 및 출력 (cin, cout, gets 등)
strlen, strcpy, strcmp 등의 문자열 처리 함수
C-스타일 문자열과 std::string의 차이점

📌 6.5 std::string (C++ 표준 문자열)

C++의 std::string 클래스는 문자열을 안전하고 편리하게 다룰 수 있도록 제공되는 표준 라이브러리이다.

std::string 선언 및 초기화
문자열 입력 (std::getline)
문자열 길이 (length)
문자열 추가 (append, +=)
문자열 비교 (==, !=, compare)
부분 문자열 (substr) 및 검색 (find)

번호	주제	설명
6.1 배열	기본 배열 선언 및 사용	정적 배열, 요소 접근, 크기 및 반복문 활용
6.2 다차원 배열	2차원 배열 및 다차원 배열	행렬 형태의 데이터 저장 및 활용
6.3 std::vector	동적 배열 컨테이너	push_back, size, 동적 크기 조절
6.4 C-스타일 문자열	char 배열 기반 문자열	strlen, strcpy, strcmp 등 활용
6.5 std::string	표준 라이브러리 문자열	getline, length, append 등 편리한 문자열 조작

📌 7. 구조체와 클래스

C++에서 구조체(struct)와 클래스(class)는 사용자 정의 데이터 타입을 만들기 위한 기능이다.
구조체는 단순한 데이터 묶음 역할을 하며, 클래스는 객체 지향 프로그래밍(OOP)을 지원한다.
이 장에서는 구조체와 클래스의 차이, 생성자와 소멸자, 접근 지정자, this 포인터, const 멤버 함수 등을 학습한다.

📌 7.1 구조체 (struct)

구조체(struct)는 여러 개의 데이터를 하나로 묶을 수 있는 사용자 정의 자료형이다.
C++에서는 구조체도 멤버 함수 포함 가능하나, 일반적으로 데이터 저장 용도로 사용된다.

구조체 선언 및 초기화
구조체 멤버 변수와 함수
구조체를 함수의 매개변수로 전달하는 방법 (값 전달 vs 참조 전달)

📌 7.2 클래스 (class vs struct)

C++에서는 struct와 class 모두 데이터와 함수를 포함할 수 있지만, 기본 접근 지정자가 다름.

struct와 class의 차이점
객체 선언 및 초기화
클래스를 사용한 캡슐화 및 데이터 보호
객체 배열 및 포인터 활용

📌 7.3 생성자와 소멸자 (Constructor & Destructor)

클래스에는 객체가 생성될 때 자동으로 호출되는 생성자(Constructor)와 객체가 소멸될 때 호출되는 소멸자(Destructor)가 존재한다.

생성자 개념 및 역할
매개변수를 받는 생성자 (오버로딩)
소멸자의 역할과 자동 호출
동적 메모리 할당과 소멸자 활용 (new/delete)

📌 7.4 접근 지정자 (private, public, protected)

클래스 멤버의 접근을 제어하는 접근 지정자(Access Specifier)에 대해 학습한다.

private, public, protected의 차이점
정보 은닉(Encapsulation)과 데이터 보호
클래스 내부 vs 외부에서의 접근 제한
상속과 접근 지정자 (protected의 역할 포함)

📌 7.5 this 포인터

클래스 내부에서는 객체 자신을 가리키는 this 포인터가 존재한다.

this 포인터 개념 및 활용
멤버 함수에서 this를 활용하는 방법
메서드 체이닝(Method Chaining)

📌 7.6 const 멤버 함수

객체의 데이터를 변경하지 않도록 보장하는 const 멤버 함수를 사용하면, 코드의 안정성을 높이고 예측 가능한 설계를 할 수 있다.

const 멤버 함수 선언 및 활용
객체 내부 데이터를 변경하지 않는 함수 작성
const 객체에서 const 멤버 함수만 호출 가능
클래스 내 mutable 키워드 활용

번호	주제	설명
7.1 구조체 (struct)	사용자 정의 자료형	멤버 변수, 멤버 함수 포함 가능
7.2 클래스 (class)	객체 지향 프로그래밍	struct와 차이점, 객체 선언 및 활용
7.3 생성자 & 소멸자	객체의 초기화 및 정리	생성자의 오버로딩, 소멸자의 자동 호출
7.4 접근 지정자	private, public, protected	정보 은닉 및 상속에서의 접근
7.5 this 포인터	객체 자기 참조	메서드 체이닝 및 멤버 함수에서 활용
7.6 const 멤버 함수	데이터 보호 및 안전한 코드 작성	const 함수 선언, mutable 키워드 활용

📌 8. 객체지향 프로그래밍 (OOP)

C++은 객체지향 프로그래밍(Object-Oriented Programming, OOP) 언어이며, 캡슐화(Encapsulation), 상속(Inheritance), 다형성(Polymorphism)을 기본 개념으로 한다.
또한 가상 함수(Virtual Function), 인터페이스(Interface), C++11의 새로운 기능(override, final, explicit) 등을 포함하여 OOP의 핵심 개념을 학습한다.

📌 8.1 캡슐화(Encapsulation), 상속(Inheritance), 다형성(Polymorphism)

객체지향 프로그래밍(OOP)의 3대 핵심 개념

캡슐화 → 데이터 보호 및 정보 은닉 (private, public, protected 활용).
상속 → 기존 클래스의 기능을 확장하여 새로운 클래스를 생성 (class Derived : public Base 형태).
다형성 → 동일한 함수 이름을 사용하지만, 객체에 따라 다른 동작 수행 (virtual 함수, 함수 오버로딩, 오버라이딩).

📌 세부 내용

캡슐화(Encapsulation)
- 정보 은닉(데이터 보호) 및 접근 지정자(private, public, protected).
- getter, setter를 활용한 데이터 접근 방식.
상속(Inheritance)
- 기본 상속 구조 및 사용법 (public, protected, private 상속).
- 부모 클래스(기본 클래스)와 자식 클래스(파생 클래스) 개념.
다형성(Polymorphism)
- 함수 오버로딩(Overloading)과 함수 오버라이딩(Overriding).
- 가상 함수(Virtual Function)와 동적 바인딩(Dynamic Binding).

📌 8.2 virtual 함수와 오버라이딩 (Overriding)

C++의 virtual 함수를 사용하면 기본 클래스에서 선언한 함수를 파생 클래스에서 재정의(Overriding)할 수 있음.
이를 통해 객체의 동적 바인딩(Dynamic Binding)과 다형성을 구현 가능.

📌 세부 내용

가상 함수(virtual function)의 개념과 필요성
- 정적 바인딩(Static Binding) vs. 동적 바인딩(Dynamic Binding).
- virtual 키워드를 사용하여 가상 함수 선언.
오버라이딩(Overriding)의 구현 방법
- virtual 함수의 동작 방식과 예제.
- 기본 클래스와 파생 클래스에서 같은 함수명이 있을 때의 동작 방식.
포인터와 참조를 이용한 다형성 구현
- 기본 클래스 포인터(Base* ptr = new Derived;)를 사용한 함수 호출.
- 가상 소멸자(virtual ~Base())의 필요성.

📌 8.3 순수 가상 함수 (= 0)

순수 가상 함수(Pure Virtual Function)를 사용하면 추상 클래스(Abstract Class)를 만들 수 있음.
이를 통해 인터페이스(Interface) 역할을 하는 클래스를 정의하고, 자식 클래스에서 반드시 특정 함수를 구현하도록 강제할 수 있다.

📌 세부 내용

순수 가상 함수란? (virtual 함수명() = 0;)
- 순수 가상 함수를 포함하는 클래스는 추상 클래스가 됨.
추상 클래스(Abstract Class)의 역할
- 인스턴스 생성이 불가능하고, 상속을 통해 기능을 확장하도록 강제함.
순수 가상 함수의 구현 방식
- 파생 클래스에서 override하여 반드시 구현해야 함.
- 가상 함수 테이블(Virtual Table, V-Table)과 다형성 원리.

📌 8.4 인터페이스 개념 (Interface)

C++에는 Java나 C#과 같은 interface 키워드는 없지만, 추상 클래스(Abstract Class)를 활용하여 인터페이스를 구현 가능.

📌 세부 내용

인터페이스의 정의
- 추상 클래스를 통해 인터페이스를 구현하는 방법.
- virtual 함수만 포함하는 클래스는 순수 인터페이스(Pure Interface)로 사용 가능.
다중 상속을 활용한 인터페이스 구현
- class Derived : public Interface1, public Interface2 형태로 다중 상속 가능.
C++에서 인터페이스를 사용할 때의 주의점
- 다중 상속의 문제점과 해결 방법(가상 상속 virtual 사용).

📌 8.5 C++11의 override와 final

C++11에서는 override 키워드와 final 키워드가 추가되어, 가상 함수 오버라이딩을 더 안전하게 수행할 수 있다.

📌 세부 내용

override 키워드의 필요성
- 오버라이딩을 명확하게 선언하여 실수를 방지.
- void func() override; 사용 시, 부모 클래스에 해당 함수가 없으면 컴파일 오류 발생.
final 키워드의 필요성
- final을 사용하면 더 이상 상속 또는 오버라이딩 불가능.
- class Derived final { ... }; → 해당 클래스를 상속 금지.
- void func() final; → 해당 함수를 재정의 금지.

📌 8.6 explicit 생성자 (C++11)

C++에서는 암시적 변환을 방지하기 위해 explicit 생성자를 사용할 수 있음.
이를 통해 예기치 않은 형 변환을 막고, 코드의 안전성을 높일 수 있다.

📌 세부 내용

암시적 변환(Implicit Conversion)의 문제점
- Class obj = 10; → Class(10)으로 변환되는 문제.
explicit 키워드를 사용하여 변환 방지
- explicit 키워드를 생성자 앞에 붙이면 암시적 변환 금지.
예제 및 활용법
- explicit 생성자를 사용한 타입 변환 방지.
- 단일 인자 생성자에서 explicit 적용 여부에 따른 차이점.

번호	주제	설명
8.1 캡슐화, 상속, 다형성	OOP의 3대 원칙	데이터 보호, 코드 재사용, 동적 바인딩
8.2 virtual 함수와 오버라이딩	동적 바인딩 구현	가상 함수 활용, 오버라이딩 구현
8.3 순수 가상 함수 (= 0)	추상 클래스 및 강제 구현	인터페이스 역할, 다형성 적용
8.4 인터페이스 개념	추상 클래스 기반 인터페이스	다중 상속을 통한 인터페이스 구성
8.5 C++11의 override와 final	오버라이딩의 안정성 향상	override 사용으로 오류 방지
8.6 explicit 생성자 (C++11)	암시적 변환 방지	explicit 키워드를 통한 안전성 확보

📌 9. 템플릿 기초

C++의 템플릿(Template)은 일반화 프로그래밍(Generic Programming)을 가능하게 하며, 데이터 타입에 의존하지 않는 코드를 작성할 수 있도록 해준다.
템플릿을 활용하면 재사용성이 높은 코드를 작성할 수 있으며, 컴파일 타임에 타입을 결정하여 최적화된 실행 성능을 제공한다.

📌 9.1 함수 템플릿 (Function Template)

템플릿을 사용하면 데이터 타입에 의존하지 않는 함수 작성이 가능하며,
코드 중복을 줄이고, 일반화된 로직을 구현할 수 있다.
📌 세부 내용

템플릿 함수의 기본 개념 (template<typename T>)
템플릿 함수 선언 및 구현 방법
템플릿 함수 호출 방식 (함수 인자 타입 추론)
템플릿 특수화(Template Specialization)
다중 타입 템플릿 (template<typename T1, typename T2>) 활용법

📌 9.2 클래스 템플릿 (Class Template)

클래스 템플릿을 사용하면 타입에 의존하지 않는 클래스 정의가 가능하며,
STL(Standard Template Library) 컨테이너처럼 범용적인 데이터 구조를 구현할 수 있다.
📌 세부 내용

클래스 템플릿 기본 개념 (template<class T>)
클래스 템플릿 선언 및 객체 생성 방법
템플릿 멤버 함수의 정의 및 구현
클래스 템플릿의 특수화 (Template Specialization)
클래스 템플릿의 부분 특수화 (Partial Specialization)
템플릿과 상속 (템플릿 기반 클래스의 확장)

📌 9.3 C++17의 template<typename T> auto

C++17부터 템플릿 함수에서 반환 타입을 auto로 설정할 수 있어
반환값의 타입을 더욱 유연하게 지정할 수 있다.
이를 통해 코드 가독성이 향상되며, 더욱 강력한 타입 추론이 가능해진다.
📌 세부 내용

template<typename T> auto의 기본 개념
반환 타입 자동 추론 (decltype(auto))과의 차이점
템플릿 함수에서 auto를 사용하여 타입 유추하기
람다(Lambda)와 auto를 활용한 템플릿 프로그래밍
C++17 이전 방식과 비교 (decltype, trailing return type)

번호	주제	설명
9.1 함수 템플릿	일반화된 함수 작성	template<typename T> 활용, 타입 추론, 특수화
9.2 클래스 템플릿	일반화된 클래스 설계	template<class T>을 활용한 범용 클래스 작성
9.3 template<typename T> auto (C++17)	자동 반환 타입	auto를 이용한 반환 타입 추론, decltype(auto)와 비교

📌 10. 예외 처리

C++에서 예외 처리(Exception Handling)는 프로그램 실행 중 발생하는 오류를 안전하게 처리하는 방법이다.
이를 통해 예기치 않은 상황에서도 프로그램이 정상적으로 동작할 수 있도록 한다.

📌 10.1 try-catch 블록 (예외 처리의 기본 구조)

try-catch 블록을 사용하면 프로그램에서 예외를 감지하고 적절한 방식으로 처리 가능하다.
📌 세부 내용

예외 처리의 기본 개념 (try, catch)
여러 개의 catch 블록을 활용한 다양한 예외 처리
예외가 발생하지 않는 경우 catch 블록이 실행되지 않음
예외 객체를 통한 추가 정보 제공
catch(...)를 활용한 범용 예외 처리

📌 10.2 throw 키워드 (예외 발생시키기)

throw 키워드를 사용하면 특정 조건에서 예외를 발생시켜 오류 처리를 강제할 수 있다.
📌 세부 내용

throw 키워드의 기본 개념 (throw 예외객체)
throw를 활용한 예외 강제 발생
사용자 정의 예외 클래스 생성 방법
함수에서 예외를 던지고 (throw), try-catch로 처리하는 방법
throw;를 사용하여 예외를 다시 던지는 방법 (rethrowing)

📌 10.3 기본 예외 클래스 (std::exception, std::runtime_error)

C++ 표준 라이브러리는 예외 처리를 위한 다양한 클래스(std::exception 계열)를 제공한다.
📌 세부 내용

표준 예외 클래스 (std::exception, std::runtime_error, std::logic_error 등)의 개념
what() 함수를 활용한 예외 메시지 출력
사용자 정의 예외 클래스를 std::exception에서 상속하여 만들기
std::bad_alloc을 활용한 메모리 할당 예외 처리
라이브러리 함수(std::stoi, std::vector::at 등)에서 발생하는 표준 예외 처리 방법

번호	주제	설명
10.1 try-catch 블록	예외 감지 및 처리	try, catch 활용, 다중 catch 처리, 범용 예외 처리 (catch(...))
10.2 throw 키워드	예외 발생 및 전달	throw로 예외 발생, 사용자 정의 예외 클래스, throw;를 통한 재전달
10.3 표준 예외 클래스	C++ 표준 예외 활용	std::exception 계열 활용 (std::runtime_error, std::bad_alloc 등)

📌 11. 표준 라이브러리(STL)

C++ 표준 템플릿 라이브러리(STL, Standard Template Library)는 효율적인 데이터 구조와 알고리즘을 제공하는 강력한 라이브러리이다.
이를 활용하면 자료구조를 직접 구현할 필요 없이 효율적인 컨테이너와 알고리즘을 사용할 수 있다.

📌 11.1 std::vector, std::array (동적 및 정적 배열)

📌 세부 내용

std::vector 개념 및 동적 크기 조절
std::vector의 주요 함수 (push_back, pop_back, size, at)
std::array 개념 및 크기 고정 배열
std::vector vs std::array 차이점
반복문을 활용한 컨테이너 순회

📌 11.2 std::map, std::unordered_map (연관 컨테이너)

📌 세부 내용

std::map (정렬된 키-값 쌍 저장)
std::unordered_map (해시 기반 빠른 검색)
삽입, 삭제, 탐색 (insert, erase, find)
std::map vs std::unordered_map 성능 차이
커스텀 비교 함수 및 해시 함수 적용 방법

📌 11.3 std::set, std::unordered_set (중복 없는 집합)

📌 세부 내용

std::set (정렬된 중복 없는 요소 저장)
std::unordered_set (해시 기반 빠른 검색)
삽입, 삭제, 탐색 (insert, erase, find)
std::set vs std::unordered_set 성능 비교
커스텀 정렬 및 해시 함수 적용 방법

📌 11.4 std::pair, std::tuple (C++11)

📌 세부 내용

std::pair를 활용한 두 개의 값 저장
std::tuple을 활용한 다중 값 저장
std::get<>, std::tie를 이용한 요소 접근
구조적 바인딩을 활용한 std::tuple 해체 (C++17)

📌 11.5 std::algorithm (정렬 및 탐색 알고리즘)

📌 세부 내용

std::sort를 활용한 정렬
std::find를 활용한 원소 탐색
std::for_each를 활용한 반복 처리
std::reverse, std::min_element, std::max_element
람다 표현식을 활용한 커스텀 정렬

번호	주제	설명
11.1 std::vector, std::array	배열 컨테이너	동적 크기 조절(std::vector) 및 고정 크기 배열(std::array)
11.2 std::map, std::unordered_map	연관 컨테이너	키-값 쌍 저장, 정렬(std::map) vs 해시(std::unordered_map)
11.3 std::set, std::unordered_set	집합 컨테이너	중복 없는 요소 저장, 정렬(std::set) vs 해시(std::unordered_set)
11.4 std::pair, std::tuple	다중 값 저장	std::pair, std::tuple, 구조적 바인딩 활용
11.5 std::algorithm	알고리즘 라이브러리	정렬(sort), 탐색(find), 반복 처리(for_each)

📌 12. 최신 C++ 기능 소개

C++은 지속적인 발전을 거듭하며 새로운 기능이 추가되어 코드의 가독성을 높이고 성능을 최적화하는 기능들을 제공한다.
초급 과정에서는 각 버전별 핵심 기능을 간단히 이해하는 데 초점을 맞춘다.

📌 12.1 C++11: 주요 기능 소개

📌 세부 내용

auto와 decltype을 활용한 타입 추론
nullptr 도입으로 NULL보다 안전한 포인터 처리
스마트 포인터 (std::unique_ptr, std::shared_ptr)
이동 시멘틱스 (move semantics)로 불필요한 복사 방지

📌 12.2 C++14: 개선된 스마트 포인터

📌 세부 내용

std::make_unique를 활용한 안전한 스마트 포인터 생성
C++11에서 부족했던 기능 보완 (기본적인 문법 개선 포함)

📌 12.3 C++17: 구조적 바인딩과 if constexpr

📌 세부 내용

구조적 바인딩 (structured bindings)을 활용한 변수 분해
컴파일 타임 조건문 (if constexpr)을 통한 최적화
기본적인 문법 변화 및 코드 단순화

📌 12.4 C++20: 개념(concepts)과 범위 기반 for 개선

📌 세부 내용

템플릿에서 concepts를 활용한 타입 제약
향상된 범위 기반 for 루프 사용법
기본적인 문법 개선 (코루틴, ranges 등 간략 소개)

📌 12.5 C++23: std::expected 기본 개념

📌 세부 내용

std::expected를 활용한 예외 처리 대체 방법
오류를 값으로 반환하는 방식의 개념 이해
기본적인 사용 예제 소개

번호	주제	설명
12.1 C++11	auto, decltype, 스마트 포인터, move semantics	타입 추론 및 메모리 관리 개선
12.2 C++14	std::make_unique	스마트 포인터 생성 방식 개선
12.3 C++17	구조적 바인딩, if constexpr	변수 해체, 컴파일 타임 최적화
12.4 C++20	concepts, 범위 기반 for 개선	템플릿 타입 제약, 반복문 개선
12.5 C++23	std::expected	값 기반 예외 처리 방식

📌 추가 내용 (심화 학습)

심화 학습에서는 C++에서 자주 사용되는 고급 기능을 다룬다.
이를 통해 더 효율적이고 모던한 C++ 코드 작성이 가능하다.

📌 1. 네임스페이스 (namespace)

📌 세부 내용

네임스페이스의 개념과 필요성
기본적인 namespace 사용법
중첩 네임스페이스 (namespace A::B)
using namespace와 네임스페이스 충돌 방지
익명 네임스페이스 (namespace {}) 활용법
C++17의 inline namespace와 C++20의 namespace alias 개선

📌 2. 파일 입출력 (fstream)

📌 세부 내용

파일 스트림 (std::ifstream, std::ofstream, std::fstream) 기본 사용법
텍스트 파일 읽기/쓰기 (open(), close(), getline())
바이너리 파일 읽기/쓰기 (read(), write())
파일 스트림의 예외 처리 (exceptions(), fail())
파일을 활용한 데이터 저장 및 로깅 구현

📌 3. 람다 함수 (lambda expressions)

📌 세부 내용

람다 함수 기본 문법 ([](){})
캡처 리스트 ([=], [&], [this]) 활용법
람다 함수의 반환 타입 (-> Type) 지정 방법
std::function을 활용한 람다 함수 저장
C++14의 제네릭 람다 (auto 매개변수)
C++20의 constexpr 람다와 template 람다

📌 4. 비동기 프로그래밍 (std::thread, std::async)

📌 세부 내용

C++에서의 멀티스레딩 개념과 필요성
std::thread를 활용한 멀티스레딩 기초
스레드 동기화 (std::mutex, std::lock_guard)
비동기 실행 (std::async, std::future) 개념
C++20의 std::jthread와 자동 종료 기능
멀티스레딩에서 발생할 수 있는 문제점 (데드락, 경쟁 상태) 해결 방법

번호	주제	설명
1. 네임스페이스	namespace, using namespace, inline namespace	코드 충돌 방지 및 네임스페이스 활용법
2. 파일 입출력	std::ifstream, std::ofstream, std::fstream	텍스트 및 바이너리 파일 읽기/쓰기
3. 람다 함수	[](){}, 캡처 리스트, std::function	함수 객체를 간단하게 정의하는 방법
4. 비동기 프로그래밍	std::thread, std::async, std::mutex	병렬 프로그래밍과 동기화 기법

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C++ 초급 - 추가 내용 (심화 학습) (1 - 네임스페이스 (namespace)) (0)	2025.02.22

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아카이브

1. C++ 소개 및 개발 환경 설정

1.1 C++ 개요 및 특징

1.2 C++ 표준 버전 개요

1.3 개발 환경 설정

1.4 첫 번째 C++ 프로그램 실행

2. 기본 문법

2.1 변수와 데이터 타입

(1) 기본 데이터 타입

(2) 변수 선언 및 초기화

2.2 auto 타입 추론 (C++11)

2.3 기본 입출력 (cin, cout)

(1) 표준 출력 (std::cout)

(2) 표준 입력 (std::cin)

2.4 주석 (//, /* */)

(1) 한 줄 주석 (//)

(2) 여러 줄 주석 (/* */)

2.5 연산자 (+, -, *, /, %, ++, --)

(1) 산술 연산자

(2) 증가 및 감소 연산자 (++, --)

2.6 형 변환 (static_cast, 묵시적 & 명시적 변환)

(1) 묵시적 변환 (Implicit Conversion)

(2) 명시적 변환 (Explicit Conversion)

3. 제어문 (Control Statements)

📌 3.1 조건문 (Conditional Statements)

(1) if-else 문

(2) switch-case 문

📌 3.2 반복문 (Loops)

(1) for 문

(2) while 문

(3) do-while 문

📌 3.3 if constexpr (C++17, Compile-Time If Statement)

📌 4. 함수와 변수의 범위 (Functions and Variable Scope)

📌 4.1 함수 선언과 정의 (Function Declaration & Definition)

🔹 함수 선언과 정의

📌 세부 내용

📌 4.2 함수 오버로딩 (Function Overloading)

📌 세부 내용

📌 4.3 기본 매개변수 (Default Arguments)

📌 세부 내용

📌 4.4 변수의 범위 (Variable Scope)

🔹 변수의 종류

📌 세부 내용

📌 4.5 inline 함수 (Inline Functions)

📌 세부 내용

📌 5. 포인터와 참조 (Pointers and References)

📌 5.1 포인터 기본 개념 (*, &, nullptr)

🔹 포인터 연산자

📌 5.2 동적 메모리 할당 (new, delete)

📌 5.3 참조 (& 연산자)

📌 5.4 스마트 포인터 (std::unique_ptr, std::shared_ptr)

📌 6. 배열과 문자열

📌 6.1 배열 (int arr[5];)

📌 6.2 다차원 배열 (int matrix[3][3];)

📌 6.3 std::vector (C++98부터 사용 가능)

📌 6.4 C-스타일 문자열 (char str[])

📌 6.5 std::string (C++ 표준 문자열)

📌 7. 구조체와 클래스

📌 7.1 구조체 (struct)

📌 7.2 클래스 (class vs struct)

📌 7.3 생성자와 소멸자 (Constructor & Destructor)

📌 7.4 접근 지정자 (private, public, protected)

📌 7.5 this 포인터

📌 7.6 const 멤버 함수

📌 8. 객체지향 프로그래밍 (OOP)

📌 8.1 캡슐화(Encapsulation), 상속(Inheritance), 다형성(Polymorphism)

📌 세부 내용

📌 8.2 virtual 함수와 오버라이딩 (Overriding)

📌 세부 내용

📌 8.3 순수 가상 함수 (= 0)

📌 세부 내용

📌 8.4 인터페이스 개념 (Interface)

📌 세부 내용

📌 8.5 C++11의 override와 final

📌 세부 내용

2.4 **주석 (//, /* */)**

**(2) 여러 줄 주석 (/* */)**

2.5 **연산자 (+, -, *, /, %, ++, --)**

📌 5.1 **포인터 기본 개념 (*, &, nullptr)**