닥터 데이터

C++에서는 선언과 정의가 종종 분리되어 있어요. 선언은 이른바 헤더 파일로 묶이고, 각각의 구현은 소스 파일에 들어가요. 헤더 파일은 API라고 생각해도 돼요. 헤더 파일은 코드베이스가 _무엇_을 제공하는지 알려 주지만, 어떻게 구현되는지에 대한 세부 사항까지는 들어가지 않아요.

헤더와 소스

헤더 파일에서 가장 흔한 확장자는 .h예요. 어떤 프로젝트는 .hpp를 사용하거나 확장자를 아예 생략해요.

정의는 별도의 .cpp 파일에 있어요. 두 부분을 다시 이어 주기 위해, 소스 파일은 해당 헤더 파일을 _포함_하는 것으로 시작해요.

"quick_math"라는 라이브러리를 만들려고 하는데, 자주 쓰고 싶은 "super_root"라는 함수를 제공한다면, 파일은 이렇게 생겼어요:

// A file named quick_math.h
#pragma once
namespace quick_math {
    double super_root(double x, int n);
}

// A file named quick_math.cpp
#include "quick_math.h"
#include <cmath>
double quick_math::super_root(double x, int n) {
    while(n) { x = std::sqrt(x), --n;}
    return x;
}

구현에서만 필요한 헤더를 포함해야 한다면, 해당 #include 줄은 소스 파일에만 있으면 돼요. 헤더에 포함된 모든 것은 아래 예제의 string 라이브러리처럼 .cpp 파일에서도 사용할 수 있어요. 주의: ;는 헤더 파일의 선언 뒤에는 필요하지만, 소스 파일의 정의 뒤에는 필요하지 않아요.

클래스와 헤더

클래스는 아주 복잡해질 수 있고, 헤더와 소스의 분리와의 관계가 헷갈릴 수 있어요. 한 가지 가능한 구성은 모든 구현 세부 사항은 소스 파일에, 모든 선언과 멤버 변수는 헤더에 두는 거예요:

// A file named robot_flower.h
#if !defined(ROBOT_FLOWER_H)
#define ROBOT_FLOWER_H
#include <string>
namespace robots {
    class Flower {
        private:
            bool needs_water{};
            int size{};
            std::string name{};
        public:
            Flower(std::string name, int size = 0);
            void give_water();
            std::string get_name();
            int get_size();
            void start_next_day();
    };
}
#endif

// A file named robot_flower.cpp
#include "robot_flower.h"
robots::Flower::Flower(std::string name, int size) {this->name = "Robotica " + name; this->size = size;}
void robots::Flower::start_next_day() {if (!needs_water) ++size; needs_water = true;}
std::string robots::Flower::get_name() {return name;}
int robots::Flower::get_size() {return size;}

헤더를 API 개요처럼 사용할 때는, 사람들이 기본값 같은 정보를 바로 여기에서 찾아요. 따라서 생성자의 size 매개변수 기본값은 구현이 아니라 헤더에서 처리돼요. 소스 파일의 정의에는 네임스페이스 robots와 클래스 타입 Flower가 앞에 붙어요.

또 다른 구성 방식은 .cpp 파일이 아예 없는 헤더 전용 라이브러리예요:

// A file named robot_flower.h
#pragma once
#include <string>
namespace robots {
    class Flower {
        private:
            bool needs_water{};
            int size{};
            std::string name{};
        public:
            Flower(std::string name, int size = 0) {this->name = "Robotica " + name; this->size = size;}
            void give_water() {needs_water = false;}
            std::string get_name() {return name;}
            int get_size() {return size;}
            void start_next_day() {if (!needs_water) ++size; needs_water = true;}
    };
}

프로젝트는 이런 구성들을 조합해서 사용하기도 하고, 각 사용 사례에 무엇이 가장 잘 맞는지에 대한 논의도 많아요.

인클루드 가드

위의 예제 헤더 파일에서 #pragma once 줄을 눈치챘을지도 몰라요. 이것을 인클루드 가드라고 하는데, 컴파일 중에 파일의 내용이 한 번만 포함되도록 보장해서 오류를 피해요. #ifndef로 시작하고 #endif로 끝나는, 더 복잡한 인클루드 가드 변형도 있어요. 이것도 같은 목적을 가지고 있고, 위의 Flower 클래스 예제에서 그 사용법을 볼 수 있어요.