트로이의 힘

C++의 auto 키워드

C++에서 auto 키워드는 C++11에 도입된 강력한 기능으로, 추론된 타입으로 변수를 선언할 때 사용해요. 컴파일러는 초기화 값을 바탕으로 변수의 타입을 추론하는데, 덕분에 코드가 더 읽기 쉽고 유지보수하기 쉬워져요.

사용 예시

auto로 변수를 선언하는 다음 예시를 살펴봐요.

auto dragon_population{3};          // dragon_population is deduced as an integer
auto westeros{7.7777};              // westeros is deduced as a double
auto wedding_location{"The Twins"}; // wedding_location is deduced as a const char*, not std::string

각 경우에서 변수의 타입은 초기화에 사용된 값으로부터 추론돼요.

타입 추론

auto 키워드는 명시적인 타입이 길어지는 것을 줄여서 코드를 더 간결하고 읽기 쉽게 작성하도록 도와줘요.

const std::vector<std::string> pigeon_pie{"flour", "butter", "pigeon", "salt"};
auto purple_wedding_pie{pigeon_pie};
purple_wedding_pie.emplace_back("the strangler");

이 코드에서 auto는 purple_wedding_pie의 타입을 std::vector<std::string>으로 추론해서, 타입을 다시 명시적으로 지정할 필요가 없어요.

호환성

auto 키워드는 다양한 C++ 구문과 호환되어, 현대 C++ 프로그래밍에서 다재다능한 도구가 되어 줘요.

auto& element{array[0]};           // reference to an element
const auto object{otherObject};    // const type version of otherObject's type
auto* ptr{&x};                     // pointer to x with the same type as x, but as a pointer.

이후 개념에서는 람다 표현식, 범위 기반 for문, 반복자와 함께 쓰이는 auto 키워드를 자주 보게 될 거예요.

스마트 포인터

스마트 포인터는 자동 메모리 관리를 제공하도록 설계된 현대 C++의 기능으로, 원시 포인터에서 흔히 발생하는 메모리 누수와 댕글링 포인터를 방지하는 데 도움을 줘요. 스마트 포인터는 원시 포인터를 감싸는 래퍼 역할을 하면서, 포인터가 더 이상 필요하지 않을 때 메모리를 자동으로 해제하는 등의 추가 기능을 더해 줘요.

일반적인 문법

스마트 포인터는 보통 C++ 표준 라이브러리에서 클래스 템플릿으로 구현돼 있어요. 가장 많이 사용되는 스마트 포인터 두 가지는 std::unique_ptr과 std::shared_ptr이에요.

유니크 포인터

std::unique_ptr은 객체를 독점적으로 소유하는 스마트 포인터예요. 어떤 시점에도 하나의 std::unique_ptr 객체만 리소스를 소유하도록 보장해요. 소유하고 있던 std::unique_ptr이 파괴되거나 리셋되면, 객체를 자동으로 소멸시키고 메모리를 해제해요.

#include <memory>
// Declaring and defining a unique pointer
auto rightful_king_of_england = std::make_unique<std::string>("Excalibur");

// Unique pointers cannot be copied or assigned
auto mordred = rightful_king_of_england; // Error: Cannot copy a unique_ptr

std::make_unique()의 장점

std::unique_ptr을 만들 때는 new로 직접 메모리를 할당하는 대신 std::make_unique()를 사용하는 게 좋아요. std::make_unique()는 여러 가지 장점을 제공해요.

1. 예외 안전성: std::make_unique()는 예외 안전성을 보장해요. 객체를 생성하는 도중 예외가 발생하면 메모리가 자동으로 해제되어 메모리 누수를 막아 줘요.
2. 명확성: std::make_unique()를 사용하면 코드가 더 명확하고 간결해져요. 템플릿 인자가 자동으로 추론되므로, 할당하는 타입을 명시적으로 지정할 필요가 없어요.
3. 최적화 기회: 컴파일러는 new로 직접 메모리를 할당하는 것보다 std::make_unique()를 더 효과적으로 최적화할 수 있어서, 성능이 향상될 수 있어요.
4. 오용 방지: std::unique_ptr을 직접 생성하면 기반 리소스를 삭제하는 것이 가능해져요. 그러면 std::unique_ptr이 스코프를 벗어날 때 그 리소스를 삭제하려고 하면서 정의되지 않은 동작이 발생할 수 있어요.

공유 포인터

std::shared_ptr은 스마트 포인터로, 여러 std::shared_ptr 객체가 같은 리소스의 소유권을 공유할 수 있게 해 줘요. 리소스를 참조하는 공유 포인터가 몇 개인지 추적하다가, 그 리소스를 소유한 마지막 공유 포인터가 스코프를 벗어나거나 리셋될 때만 메모리를 해제해요.

// Declaring and defining a shared pointer to a dynamically allocated string
auto martian_congressional_republic = std::make_shared<std::string>("protomolecule");

// Creating more shared pointer that shares ownership
auto outer_planets_alliance = martian_congressional_republic;
auto united_nations = martian_congressional_republic;

std::make_shared()의 장점

std::make_unique()와 마찬가지로, std::make_shared()는 향상된 메모리 효율성, 예외 안전성, 가독성 같은 이점을 제공해요. 제어 블록과 관리 대상 객체에 대한 메모리 할당을 하나의 연산으로 합쳐서 효율성을 높이고 메모리 누수 위험을 줄여 줘요. 또한 템플릿 인자를 자동으로 추론해 주기 때문에 코드가 단순해지고 가독성이 좋아져요. C++에서 std::shared_ptr 객체를 다룰 때 std::make_shared()를 사용하면 더 깔끔하고 안전하며 효율적인 코드를 작성할 수 있어요.

사용 조언

기본적으로 스마트 포인터를 사용해요. 독점적 소유에는 std::unique_ptr을, 공유 소유에는 std::shared_ptr을 사용해요. 원시 포인터는 소유하지 않는 참조나 레거시 코드와 연결할 때만 사용해요. 대부분의 경우 독점적 소유에는 std::unique_ptr로 충분한데, 참조 카운팅의 부담 없이 가벼운 메모리 관리를 제공하기 때문이에요. std::shared_ptr은 진정한 공유 소유가 필요하지 않다면 부담과 복잡성을 더하기 때문에, 아껴서 사용해야 해요.