[명품 C++] 08 상속

[전공]

[명품 C++] 08 상속

danhan 2022. 6. 6. 13:54

출처 :

명품 C++ Programming (저자 황기태)
객체지향프로그래밍
블뎁블뎁

C++ 에서 상속 inheritance

클래스 사이의 상속, 객체 사이에는 상속 관계 없음
기본 클래스의 속성과 기능을 파생 클래스에 물려줌
- base class - derived class
- 기본 클래스의 속성과 기능 + 자신만의 속성과 기능
파생 클래스로 갈수록 클래스의 개념이 쿠체화
다중 상속으로 클래스의 재활용성을 높임
- 자바는 다중 상속이 없고 인터페이스 개념이 있음

상속의 목적 및 장점

간결한 클래스 작성
클래스 간의 계층적 분류 및 관리의 용이함
- 상속은 클래스들의 구조적 관계 파악이 용이 하다
클래스 재사용과 확장을 통한 소프트웨어 생산성 향상
- 앞으로 있을 상속에 대비해 클래스를 객체 지향적으로 설계 해야함
- 다형성 - function overriding

상속 선언

// 파생클래스명:상속접근지정 기본클래스명
class Student: public Person {
	...
}

point 클래스를 상속받는 ColorPoint 클래스 만들기

#include <iostream>
#include <string>
using namespace std;

class Point {
	int x, y;
public:
	void set(int x, int y) { this->x = x; this->y = y; }
	void showPoint() {
		cout << "(" << x << "," << y <<")" << endl;
	}
};

class ColorPoint: public Point {
	string color;
public:
	void setColor(string color) { this->color = color; }
	void showColorPoint();
};

void ColorPoint::showColorPoint() {
	cout << color << ";";
	// 파생클래스에서 기본 클래스 멤버 호출
	showPoint();         
	// x, y에 접근가능하다? No! private 멤버 접근 불가능
}

int main() {
	Point p;
	ColorPoint cp;
	// 파생클래스에서 기본클래스 멤버함수 호출
	cp.set(3,4);         
	cp.setColor("Red");
	cp.showColorPoint();

업 캐스팅 up-casting

파생 클래스 포인터가 기본 클래스 포인터에 치환되는것

int main() {
	ColorPoint cp;
	ColorPoint * pDer = &cp;
	// ColorPoint의 주소를 담고 있지만 Point로만 봄
	// ColorPoint 멤버에 접근 불가능
	Point * pBase = pDer;

	pDer->set(3,4);
	pBase->showPoint();
	pDer->setColor("Red");
	pDer->showColorPoint();
	// 컴파일 오류 - 업캐스팅한 pBase로 파생클래스 ColorPoint에 접근불가능
	pBase->showColorPoint();

다운 캐스팅 down-casting

기본 클래스의 포인터가 파생 클래스의 포인터에 치환되는것

int main() {
	ColorPoint cp;
	ColorPoint * pDer;
	Point * pBase = &cp;

	// 다운캐스팅 - ColorPoint 포인터에 넣기 위해 강제 타입 변환
	pDer = (ColorPoint *) pBase;
	PDer->setColor("Red");    // 정상 컴파일
	pDer->shokwColorPoint();  // 정상 컴파일
	// pDer로 private멤버인 color에는 접근 불가능

접근 지정자

private 멤버
- 선언된 클래스 내에서만 접근가능
- 파생 클래스에서도 기본 클래스의 private 멤버 직접 접근 불가
public 멤버
- 선언된 클래스나 외부 어떤 클래스, 모든 외부 함수에 접근 허용
- 파생 클래스에서 기본 클래스의 public 멤버 접근 가능
protected 멤버
- 선언된 클래스에서 접근 가능
- “파생 클래스에서만” 접근 허용

protected 멤버에 대한 접근

#include <iostream>
#include <string>
using namespace std;

class Point {
protected:
	int x, y; //한 점 (x,y) 좌표값
public:
	void set(int x, int y);
	void showPoint();
};

void Point::set(int x, int y) {
	this->x = x;
	this->y = y;
}

void Point::showPoint() {
	cout << "(" << x << "," << y << ")" << endl;
}

class ColorPoint : public Point {
	string color;
public:
	void setColor(string color);
	void showColorPoint();
	bool equals(ColorPoint p);
};

void ColorPoint::setColor(string color) {
	this->color = color;
}

void ColorPoint::showColorPoint() {
	cout << color << ":";
	showPoint(); // Point 클래스의 showPoint() 호출
}

bool ColorPoint::equals(ColorPoint p) {
	if(x == p.x && y == p.y && color == p.color) // ①
		return true;
	else
		return false;
}

int main() {
	Point p;
	p.set(2,3);
	p.x = 5;       // protected 접근불가능
	p.y = 5;       // protected 접근불가능
	p.showPoint(); 

	ColorPoint cp; // 파생 클래스의 객체 생성
	cp.x = 10;     // main은 클래스의 외부 protected 접근불가능
	cp.y = 10;     // protected 접근불가능
	cp.set(3,4);
	cp.setColor("Red");
	cp.showColorPoint();
}

상속 관계의 생성자와 소멸자 실행

파생 클래스의 객체가 생성될 때 파생 클래스의 생성자와 기본클래스의 생성자가 모두 실행된다.
기본 클래스의 생성자가 먼저 실행된 후 파생 클래스의 생성자가 실행된다.
파생 클래스의 소멸자가 먼저 실행된 후 기본 클래스의 소멸자가 실행된다.

class A {
public:
	A() { cout << "생성자 A" << endl; }
	~A() { cout << "소멸자 A" << endl; }
};

class B : public A {
public:
	B() { cout << "생성자 B" << endl; }
	~B() { cout << "소멸자 B" << endl; }
};

class C : public B {
public:
	// 묵시적으로 기본 클래스의 기본 생성자를 호출하도록 컴파일됨.
	C() { cout << "생성자 C" << endl; }
	~C() { cout << "소멸자 C"<< endl; }
};

int main() {
	C c;
	return 0;
}

// 생성자A 생성자B 생성자C 소멸자C 소멸자B 소멸자A
// 생성은 기본 클래스부터! 소멸은 생성의 역순

기본 클래스에 기본 생성자가 없는경우

파생 클래스에 “기본 생성자”가 있으면 기본 클래스에도 “기본 생성자”가 있어야 한다.

class A {
public:
	// 파생 클래스에서 기본 생성자를 호출했는데
	// 기본 생성자가 없음 - 컴파일 오류!
	A(int x) {
		cout << "매개변수생성자 A" << x << endl;
	}
};

class B : public A {
public:
	B() { 
		// 기본 생성자 A() 호출하도록 컴파일됨
		cout << "생성자 B" << endl;
	}
};

매개 변수를 가진 파생 클래스의 생성자는 묵시적으로 기본 클래스의 기본 생성자 선택

파생 클래스의 매개 변수를 가진 생성자가 묵시적으로 기본 클래스의 기본 생성자 호출
매개변수가 있는 생성자를 호출해도 별다른 지시가 없으면 A의 기본 생성자 호출
컴파일러가 묵시적으로 B() : A() 로 기본 생성자를 위임생성자로 삽입함

class A {
public:
	A() { cout << "생성자 A" << endl; }
	A(int x) { cout << "매개변수생성자 A" << x << endl; }
};

class B : public A {
public:
	// A() 호출하도록 컴파일됨
	B() { cout << "생성자 B" << endl }
	// A() 호출하도록 컴파일됨
	// 매개변수가 있는 생성자를 호출해도 별다른 지시가 없으면 A의 기본 생성자 호출
	B(int x) { cout << "매개변수생성자 B" << x << endl; }
};

파생 클래스의 생성자에서 “명시적으로” 기본 클래스의 생성자 선택

위임 생성자 사용 B(int x): A(x + 3)

class A {
public:
	A() { cout << "생성자 A" << endl; }
	A(int x) { cout << "매개변수생성자 A" << x << endl; }
};

class B : public A {
public:
	// A() 호출하도록 컴파일됨
	B() { cout << "생성자 B" << endl }
	// 파생 클래스의 생성자가 명시적으로 기본 클래스의 생성자를 선택하여 호출함
	B(int x): A(x + 3) {
		cout << "매개변수생성자 B" << x << endl;
	}
};

TV, WideTV, SmartTV 생성자 매개 변수 전달

#include <iostream>
#include <string>
using namespace std;

class TV {
	int size;
public:
	TV() { size = 20; }
	TV(int size) { this->size = size; }
	int getSize() { return size; }
};

class WideTV : public TV {
	bool videoIn;
public:
	WideTV(int size, bool videoIn) : TV(size) {
	this->videoIn = videoIn;
	}
	bool getVideoIn() { return videoIn; }
};

class SmartTV : public WideTV {
	string ipAddr;
public:
	// SmartTV 생성자가 호출되면 TV - WideTV - SmartTV 순으로 생성자 실행
	SmartTV(string ipAddr, int size) : WideTV(size, true) {
	this->ipAddr = ipAddr;
	}
		string getIpAddr() { return ipAddr; }
};

int main() {
	// 32 인치 크기에 "192.0.0.1"의 인터넷 주소를 가지는 스마트 TV 객체 생성
	SmartTV htv("192.0.0.1", 32);
	cout << "size=" << htv.getSize() << endl;
	cout << "videoIn=" << boolalpha << htv.getVideoIn() << endl;
	cout << "IP="htv.getIpAddr() << endl;
}

상속 지정 (중요!!!)

상속 선언 시 public, private, protected 중 하나 지정
기본 클래스의 멤버의 접근 속성을 어떻게 계승할 지 지정
- public - 기본 클래스의 protected, public 멤버 속성을 그대로 계승
- private - 기본 클래스의 protected, public 멤버 속성을 그대로 계승
  - A가 B를 private 상속 - B내부에서는 A의 protected, public 그대로 사용가능
  - 단, B를 상속받은 C에서는 A에 접근 불가능
  - 왜? A의 protected, public이 B에서는 private이 되어버려서
- protected - 기본 클래스의 protected, public 멤버를 protected로 계승

private 상속 사례

class Base {
	int a;
protected:
	void setA(int a) { this->a = a; }
public:
	void showA() { cout << a; }
};

class Derived : private Base {
	int b;
protected:
	void setB(int b) { this->b = b; }
public:
	void showB() { cout << b; }
};

int main() {
	Derived x;
	x.a = 5;    // 기본 클래스 private 접근불가능
	x.setA(10); // private으로 계승하여 외부에서 접근불가능
	x.showA();  // private으로 계승하여 외부에서 접근불가능 
	x.b = 10;   // private은 외부 접근불가능
	x.setB(10); // protected는 외부 접근 불가능
	x.showB();  // 가능
}

protected 상속 사례

class Base {
	int a;
protected:
	void setA(int a) { this->a = a; }
public:
	void showA() { cout << a; }
};

class Derived : protected Base {
	int b;
protected:
	void setB(int b) { this->b = b; }
public:
	void showB() { cout << b; }
};

int main() {
	Derived x;
	x.a = 5;    // 기본 클래스 private 접근불가능
	x.setA(10); // protected로 계승하여 외부에서 접근불가능
	x.showA();  // protected로 계승하여 외부에서 접근불가능 
	x.b = 10;   // private은 외부 접근불가능
	x.setB(10); // protected는 외부 접근 불가능
	x.showB();  // 가능
}

상속이 중첩될 때 접근 지정 사례 (시험 문제!)

class Base {
	int a;
protected:
	void setA(int a) { this->a = a; }
public:
	void showA() { cout << a; }
};

class Derived : private Base {
	int b;
protected:
	void setB(int b) { this->b = b; }
public:
	void showB() {
		setA(5); // protectd이므로 파생 클래스내에서는 접근가능
		showA(); // public이므로 접근간으
		cout << b;
	}
};

class GrandDerived : private Derived {
	int c;
protected:
	void setAB(int x) {
	setA(x); // Derived에서 private이므로 접근불가능
	showA(); // Derived에서 private이므로 접근불가능
	setB(x); // 아직은 public이므로 클래스 내에서는 접근가능
	}
};

다중 상속 선언 및 멤버 호출 (시험문제)

class Adder {
protected:
	int add(int a, int b) { return a+b; }
};

class Subtractor {
protected:
	int minus(int a, int b) { return a-b; }
};

// 다중 상속 - 상속받고자 하는 기본 클래스를 나열한다.
class Calculator : public Adder, public Subtractor {
public:
	int calc(char op, int a, int b);
};

//캡슐화
int Calculator::calc(char op, int a, int b) {
	int res=0;
	switch(op) {
		// protected이므로 파생 클래스에서 접근가능
		case '+' : res = add(a, b); break;
		case '-' : res = minus(a, b); break;
	}
	return res;
}

int main() {
	Calculator handCalculator;
	// 객체 외부에서는 add(), minus()에 직접 접근 불가능
	// Calculator를 통해서 add(), minus()에 접근 = 캡슐화
	cout << "2 + 4 = "
	<< handCalculator.calc('+', 2, 4) << endl;
	cout << "100 - 8 = "
	<< handCalculator.calc('-', 100, 8) << endl;
}

다중 상속의 문제점 - 기본 클래스 멤버의 중복 상속

Base의 멤버가 이중으로 객체에 삽입되는 문제
동일한 x를 접근하는 프로그램이 서로 다른 x에 접근하는 결과를 낳게되어 실행 오류

가상 상속

다중 상속으로 인한 기본 클래스 멤버의 중복 상속 해결
파생 클래스의 선언문에서 기본 클래스 앞에 virtual 선언
파생 클래스의 객체가 생성될 때 기본 클래스의 멤버는 오직 한번만 생성
기본 클래스이 멤버가 중복하여 생성되는 것을 방지

class In : virtual public BaseIO

저작자표시 비영리 동일조건

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