이펙티브 C++(71p ~ 79p)

이펙티브 C++
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페이지 71p ~ 79p

요약

항목 4: 객체를 사용하기 전에 반드시 그 객체를 초기화하자

• C++에서 초기화되지 않은 값을 읽도록 내버려 두면 정의되지 않은 동작이 발생한다.
• C++의 객체(변수) 초기화 규칙이 분명히 준비되어 있지만, 규칙 자체가 복잡하다.
• 일반적인 사항을 정리하면 다음과 같다.
  • C++의 C 부분만을 사용하며 초기화에 런타임 비용이 소모될 수 있는 상황이라면 값이 초기화된다는 보장이 없다.
  • 그러나 C 부분이 아닌 다른 부분을 사용하면 상황이 달라지는 경우가 있다.
    • 배열을 사용하면(C++의 C 부분) 원소가 확실히 초기화된다는 보장이 없지만, vector(C++의 STL 부분)을 사용하면 이를 보장해준다.
• 따라서 가장 좋은 방법은 모든 객체를 사용하기 전에 항상 초기화하는 것이다.

기본제공 타입인 비멤버 객체

• 기본제공 타입으로 만들어진 비멤버 객체에 대해서는 직접 초기화를 해야 한다.

int x = 0;                                    // int의 직접 초기화
const char* text = "A C-Style string";        // 포인터의 직접 초기화

double d;                                    // 입력 스트림에서 읽음으로 써 초기화 진행
std::cin >> d;

멤버 객체

• 이런 부분을 제외하고 나면, C++ 초기화의 나머지 부분은 생성자로 귀결된다.
  • 생성자에서 지킬 규칙은 해당 객체의 모든 것을 초기화하는 것이다.
  • 생성자에서 대입과 초기화를 헷갈리지 말아야 한다.

class PhoneNumber {

};

// Address Book Entry
class ABEntry {
public:
    ABEntry(const std::string& name, const std::string& address, const std::list<PhoneNumber>& phones);

private:
    std::string theName;
    std::string theAddress;
    std::list<PhoneNumber> thePhones;
    int numTimesConsulted;
};

// 생성자에서 '초기화'가 아닌 '대입'을 하고 있음
// 복사 대입 연산자가 호출됨
ABEntry::ABEntry(const std::string& name, const std::string& address, const std::list<PhoneNumber>& phones) {
    theName = name;
    theAddress = address;
    thePhones = phones;
    numTimesConsulted = 0;
}

• ABEntry의 생성자에 진입하기도 전에 세 데이터 멤버의 기본 생성자가 호출되었다.
  • C++ 규칙에 의하면 어떤 객체든 그 객체의 데이터 멤버는 생성자의 본문이 실행되기 전에 초기화되어야 하기 때문에 멤버 초기화 리스트를 사용해주자.
  • numTimesConsulted는 기본제공 타입이기 때문에 생성자에서 대입되기 전에 초기화된다는 보장이 없다.

ABEntry::ABEntry(const std::string& name, const std::string& address, const std::list<PhoneNumber>& phones)
    :theName(name),
     theAddress(address),
     thePhones(phones),
     numTimesConsulted(0) 
{} // 초기화, 복사 생성자가 호출됨

• 초기화 리스트에 들어가는 인자는 바로 데이터 멤버에 대한 생성자의 인자로 사용된다. 따라서 생성자가 호출되기 전에 데이터 멤버에 생성자가 호출되는 헛짓거리를 방지할 수 있다.
• 기본제공 타입의 객체는 초기화와 대입에 걸리는 비용 차이가 없지만, 멤버 초기화 리스트에 넣어주는 것이 가독성 측면에서 좋다.
  • 상수이거나 레퍼런스 형식의 기본제공 타입 데이터 멤버는 반드시 초기화해야 한다.
• 기본 생성자로 초기화하고 싶으면 초기화 리스트에 인자를 아무것도 사용하지 않으면 된다.
  • 컴파일러는 데이터 멤버가 사용자 정의 타입이면 자동으로 기본 생성자를 호출해준다.
  • 하지만 초기화를 한 곳에서 진행함으로 프로그래머의 실수를 줄일 수 있다.
• 만약 클래스의 크기가 커져서 여러 개의 생성자를 가지고 있고, 각 생성자마다 멤버 초기화 리스트를 가지고 있으면 코드 가독성이 떨어지게 된다.
  • 이러한 경우에는 대입으로도 초기화가 가능한 데이터 멤버들을 초기화 리스트에서 빼내어 별도의 함수로 옮기는 것도 나쁘지 않다.
• C++에서 객체를 구성하는 데이터의 초기화 순서는 다음과 같다.
  1. 기본 클래스는 파생 클래스보다 먼저 초기화된다.
  2. 클래스 데이터 멤버는 선언된 순서대로 초기화된다.(멤버 초기화 리스트에 순서를 바꿔 넣어도 선언된 순서로 초기화됨)

비지역 정적 객체

• 비지역 정적 객체의 초기화 순서는 개별 번역 단위에서 정해진다.

정적 객체(static object)

• 자신이 생성된 시점부터 프로그램이 끝날 때까지 살아 있는 객체
• 스택, 힙 기반 객체는 애초부터 정적 객체가 될 수 없다.
• 정적 객체의 범주에 들어가는 것들
  1. 전역 객체
  2. 네임스페이스 유효범위에서 정의된 객체
  3. 클래스 안에서 static으로 선언된 객체
  4. 함수 안에서 static으로 선언된 객체
  5. 파일 유효범위에서 static으로 정의된 객체

• 정적 객체 중에서 함수 안에 있는 정적 객체는 지역 정적 객체이고, 나머지는 모두 비지역 정적 객체이다.
• 정적 객체는 모두 프로그램이 끝날 때 자동으로 소멸된다.

번역 단위(translation unit)

• 컴파일을 통해 하나의 목적 파일(object file)을 만드는 바탕이되는 소스 코드를 일컫는다.
• 번역의 의미는 소스의 언어를 기계어로 옮긴다는 의미이다.
• 기본적으로는 소스 파일 하나인데, 해당 파일이 #include 하는 파일까지 합쳐서 하나의 번역 단위가 된다.

• 별도로 컴파일된 소스 파일이 두 개 이상 있으며 각 소스 파일에 비지역 정적 객체(전역 객체, 네임스페이스에 있는 객체, 클래스 혹은 파일에 있는 정적 객체)가 한 개 이상 있을 때 초기화 순서는 어떻게 되는가?
  • 한쪽 번역 단위에 있는 비지역 정적 객체의 초기화가 진행되면서 다른쪽 번역 단위에 있는 비지역 정적 객체가 사용되는데, 다른쪽 비지역 정적 객체가 초기화되어 있지 않다면?'
• 비지역 정적 객체를 하나씩 맡는 함수를 준비하고 이 안에 각 객체를 넣는 방식으로 비지역 정적 객체를 직접 참조하지 않고 지역 정적 객체의 주소값을 리턴하는 함수를 사용한다.(싱글턴 패턴)
  • 지역 정적 객체는 함수 호출 중에 그 객체의 정의에 최초로 닿았을 때 초기화되도록 만들어져 있다.

메모

1. 멤버가 아닌 기본제공 타입 객체는 손수 초기화한다.
2. 객체의 모든 부분에 대한 초기화에는 멤버 초기화 리스트를 사용한다.
3. 별개의 번역 단위에 정의된 비지역 정적 객체에 영향을 끼치는 불확실한 초기화 순서를 염두에 두고 프로그램을 설계한다.
   • 비지역 정적 객체를 지역 정적 객체로 바꿔 사용하는 대안이 있다.