C++ 복사 생성자

C++ 클래스에는 멤버 변수와 멤버 함수가 있다.

클래스 객체를 생성하면 복사 생성자를 별도로 선언하지 않아도 default 로 복사 생성자(Copy constructor)가 자동으로 생성된다.

만약 생성자 내에서 동적 할당을 한다면 반드시 구현해 주어야 할 것은 소멸자, 복사 생성자이다.

'얕은 복사'는 주소값만 복사하는 것이며, '깊은 복사'는 따로 메모리 할당까지 해주는 것이다.

default copy constructor 는 얕은 복사가 발생하여 소멸자에서 에러가 발생한다.

따라서 개발자가 직접 깊은 복사가 되도록 copy constructor를 구현해 주어야 한다.

C 언어에서는 동적 메모리 할당 및 반환을 위한 malloc()/free() 등의 표준 C 함수를 이용하지만, C++에서는 new 연산자와 delete 연산자를 이용한다. new 연산자는 힙(heap)이라는 시스템 공간으로부터 메모리 할당받고, delete 연산자는 할당받은 메모리를 heap으로 반환한다. new와 delete 연산자의 기본 형식은 다음과 같다. 데이터타입 *포인터변수 = new 데이터타입; delete 포인터변수; new 연산자는 '데이터타입'의 크기만큼 힙으로부터 메모리를 할당받고 주소를 리턴한다. 그 결과 '포인터변수'는 할당받은 메모리의 주소를 가진다. delete 연산자는 '포인터변수'가 가리키는 메모리를 힙으로 반환한다. char *name = new char[strlen(str) + 1]; // str 은 입력받은 문자열 동적 할당을 위해 char형 포인터 name에 char형 str길이 + 1로 새로 만든다. char를 배열로 선언시 원하는 최대 글자수의 + 1의 크기로 배열 크기를 정해야 하는데, 컴퓨터는 그냥 문자열을 char의 배열로써 인식할 뿐이다. 문자열의 마지막을 알려주는 NULL 문자('\0')가 들어갈 공간을 남겨두어야한다. 문자열을 출력하거나, 복사한 후 메모리 공간 사용이 끝나면 메모리 누수를 줄이기 위해 명시적으로 메모리 할당 해제를 해주어야 한다. 동적으로 할당된 배열을 반환할 때, delete[] 연산자 name; // name 은 포인터 변수다. delete로 메모리를 반환할 때 적절하지 못한 포인터를 사용하면, 실행 오류가 발생한다. ※ 참고로 Java/C#에는 가비지 컬렉션이 존재하여 사용되지 않는 메모리를 자동으로 해제해 준다. C/C++에는 가비지 컬렉션이 존재하지 않으므로 사용자가 명시적으로 메모리를 해제해 주어야 한다.

C++ 복사 생성자 동영상 강좌를 따라하는데 에러가 발생하고 안된다.

동영상 강좌가 Visual Studio 2017 이전 버전인가 보다. 해결방법은 아래 설명되어 있다.

Person 클래스의 ① 복사 생성자를 구현한 상태로 실행해보고 ② 다시 주석처리하고 실행해보면, 결과가 다르게 나온다는 걸 확인할 수 있다.

예제1.

#include <iostream> using namespace std; class Point { private:     int x, y; public:     Point(int _x=0, int _y=0) : x(_x), y(_y){}     Point(const Point& p) { // 복사 생성자         x = p.x;         y = p.y;     }     // 복사 생성자는 명시적으로 생성해주지 않으면 default 복사생성자가 자동으로 생성된다.     void ShowPosition(); }; void Point::ShowPosition() {     cout << "(" << x << ", " << y << ")" << endl; } class Person {     char* name;     char* phone;     int age; public:     Person(char* _name, char* _phone, int _age);     Person(const Person &p) {         name = new char[strlen(p.name) + 1]; // 문자열 할당. + 1 은 NULL 문자 고려         strcpy_s(name, strlen(p.name) + 1, p.name); // 깊은 복사         phone = new char[strlen(p.phone) + 1];         strcpy_s(phone, strlen(p.phone) + 1, p.phone);         age = p.age;     }     ~Person();     void ShowData(); }; Person::Person(char* _name, char* _phone, int _age) {     name = new char[strlen(_name) + 1];     strcpy_s(name, strlen(_name) + 1,_name);     phone = new char[strlen(_phone) + 1];     strcpy_s(phone, strlen(_phone) + 1,_phone);     age = _age; } Person::~Person() { // DeAllocate the heap     delete []name;     delete []phone; } void Person::ShowData() {     cout << "name : " << name << endl;     cout << "phone : " << phone << endl;     cout << "age : " << age << endl; } int main() {     Point p1(10, 20); // 객체가 생성될 때 메모리가 할당된다.     Point p2(p1); // 복사 생성자 호출 발생     p1.ShowPosition();     cout << "p1의 주소 값 : " << &p1 << endl;     p2.ShowPosition();     cout << "p2의 주소 값 : " << &p2 << endl;     Person p3("홍길동", "010-1234-5555", 30);     Person p4(p3);     p4.ShowData();     // 객체가 소멸되는 순서는 객체가 생성된 순서의 반대다. }

에러메시지 내용은

'Person::Person(const Person &)': 인수 1을(를) 'const char [4]'에서 'char *'(으)로 변환할 수 없습니다.

Visual Studio 2017 이상부터는 표준 문법을 엄격히 사용하도록 되어 있다.

Visual Studio 는 문자열 저장방식을 char * 가 아닌 string 사용을 권장하고 있다.

에러 메시지를 해결하는 방법으로 해당 파일에서 마우스 우클릭 누르면 속성이 나온다.

C/C++ → 언어 → 준수모드 : 아니오 로 변경하면 에러 메시지 없이 결과가 출력된다.

이것이 올바른 해결책은 아니다.

에러 메시지에 해당되는 https://docs.microsoft.com/ko-kr/cpp/error-messages/compiler-errors-2/compiler-error-c2664?f1url=https%3A%2F%2Fmsdn.microsoft.com%2Fquery%2Fdev16.query%3FappId%3DDev16IDEF1%26l%3DKO-KR%26k%3Dk(C2664)%26rd%3Dtrue&view=vs-2019 를 차분히 읽어보니 해결책은 따로 있다.

const char* _name, const char* _phone 로 const 를 붙이면 해결된다.

copy_constructor.cpp

다른 방법 : char* _name 을 const char _name[] 으로 변경해주고, 선언과 정의를 분리했다.

예제2에서 결과 출력이 잘 되는 걸 확인할 수 있다.

예제2.

#include <iostream> #include <cstring> using namespace std; class Person {     char* name;     char* phone;     int age; public:     Person(const char _name[], const char _phone[], int _age);     ~Person();     Person(const Person& p);     void ShowData(); // 선언 }; Person::Person(const char _name[], const char _phone[], int _age) {     cout << "생성자 호출" << endl;     name = new char[strlen(_name) + 1];     strcpy_s(name, strlen(_name) + 1, _name);     phone = new char[strlen(_phone) + 1];     strcpy_s(phone, strlen(_phone) + 1, _phone);     age = _age;     cout << "name 주소 : " << (void*)name << endl;     cout << "phone 주소 : " << (void*)phone << endl; } Person::~Person() {     cout << "소멸자 호출" << endl;     delete[]name; // 동적할당한 메모리 해제     delete[]phone; // 동적할당한 메모리 해제     cout << "name 주소 해제 : " << (void*)name << endl;     cout << "phone 주소 해제 : " << (void*)phone << endl; } Person::Person(const Person& p) : age(p.age) {     cout << "복사 생성자 호출" << endl;     name = new char[strlen(p.name) + 1]; // 문자열 할당. +1은 NULL문자(\0) 고려     strcpy_s(name, strlen(p.name) + 1, p.name); // 깊은 복사     phone = new char[strlen(p.phone) + 1];     strcpy_s(phone, strlen(p.phone) + 1, p.phone);     cout << "name 주소 : " << (void*)name << endl;     cout << "phone 주소 : " << (void*)phone << endl; } void Person::ShowData() { // 클래스 외부에서 클래스 멤버 함수 정의     cout << "name : " << name << endl;     cout << "phone : " << phone << endl;     cout << "age : " << age << endl; } int main() {     Person p1("홍길동", "010-1234-5555", 30);     p1.ShowData();     Person p2(p1); // 복사 생성자 호출     p2.ShowData();     // 객체가 소멸되는 순서는 객체가 생성된 순서의 반대다. }

생성자 호출이 되고, 복사 생성자가 호출된다.

소멸자가 두번 호출되는 걸 확인할 수 있고 소멸된 순서를 확인할 수 있다.

이번에는 char *name 대신에 string 으로 변경하여 #include <string> 를 추가하고 코드를 수정해서 테스트했다.

결과는 잘 출력된다.

예제3.

#include <iostream> #include <string> using namespace std; class Point { private:     int x, y; public:     Point(int _x=0, int _y=0) : x(_x), y(_y){}     Point(const Point& p) { // 복사 생성자         x = p.x;         y = p.y;     }     // 복사 생성자는 명시적으로 생성해주지 않으면 default 복사생성자가 자동으로 생성된다.     void ShowPosition(); }; void Point::ShowPosition() {     cout << "(" << x << ", " << y << ")" << endl; } class Person {     string name;     string phone;     int age; public:     Person(string _name, string _phone, int _age);     ~Person();     Person(const Person& p); // Copy Constructor     //Setter method     void setName(string name) {    this->name = name; }     void setPhone(string phone) { this->phone = phone; }     void setAge(int age) { this->age = age; }     // Getter method     string getName() { return name; }     string getPhone() { return phone; }     int getAge() { return age; }     void ShowData(); }; Person::Person(string _name, string _phone, int _age) {     cout << "Person 생성자 호출- 메모리 주소 : " << this << endl;     name = _name;     phone = _phone;     age = _age; } Person::~Person() {     cout << "Person 소멸자 호출- 메모리 주소 : " << this << endl; } Person::Person(const Person& p) {     cout << "Person 복사 생성자 호출 - 메모리 주소 : " << this << endl;     name = p.name;     phone = p.phone;     age = p.age; } void Person::ShowData() {     cout << "name : " << name << endl;     cout << "phone : " << phone << endl;     cout << "age : " << age << endl; } int main() {     Point p1(10, 20); // 객체가 생성될 때 메모리가 할당된다.     Point p2(p1);     p1.ShowPosition();     cout << "p1의 주소 값 : " << &p1 << endl;     p2.ShowPosition();     cout << "p2의 주소 값 : " << &p2 << endl << endl;     Person p3("홍길동", "010-1234-5555", 30);     Person p4(p3);     cout << endl;     p4.ShowData();     // 객체가 소멸되는 순서는 객체가 생성된 순서의 반대다. }

Person 클래스의 생성자 호출, 복사 생성자 호출, 소멸자 호출이 2번 되는 걸 확인할 수 있다.