[자료구조] 배열과 클래스 (Array & Class)
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[자료구조] 배열과 클래스 (Array & Class)

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배열 (Array)

배열(Array)은 같은 자료형의 변수가 연속적인 형태로 구성된 구조이다.

각각의 원소에는 순서대로 index가 붙으며, 원소들이 연속적으로 배치되어 있기에 임의의 index에 접근(access)하는데 걸리는 시간복잡도는 O(1)이다.

따라서 배열은 임의 접근(Random Access)가 가능하다.

 

배열 ADT

객체

- 인덱스와 값 <index, value>의 쌍으로 구성된 집합.

연산

- create(n) : n개의 요소를 가지는 배열 생성

- retrive(A, i) : A배열에서 i번째 index를 가지는 값 반환

- store(A, i, v) : A배열에 <i, v> 쌍을 삽입

 

C++에서의 배열

// 만약 배열이 없는 경우
int score1;
int score2;
...
int score10;

// 배열 선언
int scoreArr[10];    // static array
int* scoreArr = new int[10];    // dynamic array
// 1차원 배열
int arr1[5] = {1, 2, 3, 4, 5};

// 2차원 배열
int arr2[2][3] = {{1, 2, 3},
                  {4, 5, 6}};

// 배열의 크기
cout << sizeof(arr1)/sizeof(arr1[0]) << endl;    // 5
cout << sizeof(arr2)/sizeof(int) << endl;        // 6

 

배열의 주소

배열의 주소는 배열의 첫번째 index의 주소를 뜻한다.

당연하게도 다음 index의 주소를 찾기 위해서는 배열의 자료형 크기를 더하면 된다.

 

함수의 매개변수로서의 배열 (Call by Value vs Call by Reference)

#include <iostream>
using namespace std;

void callByVal(int a, int b){
    a = 1;
    b = 1;
}

void callByRef(int a[], int *b){
    a[0] = 1;
    *b = 1;
}

int main(int argc, const char * argv[]) {
    
    int arrA[] = {0, 0};
    int arrB[] = {0, 0};
    
    callByVal(arrA[0], arrB[0]);
    cout << "arrA[0] : " << arrA[0] << ", arrB[0] : " << arrB[0] << endl;
    
    callByRef(arrA, arrB);
    cout << "arrA[0] : " << arrA[0] << ", arrB[0] : " << arrB[0] << endl;
    
    return 0;
}

예제에서 알 수 있듯이 배열을 전달하는 것은 배열의 첫 번째 index의 주소값을 전달하는 것과 같다.

 

매개변수 전달 시 유의점

#include <iostream>
using namespace std;

// 1차원 배열
void printArr1(char arr[], int len){
    cout << "===== printArr1 =====" << endl;
    for(int i=0; i<len; i++){
        cout << arr[i];
    }
}

// 2차원 배열
void printArr2(char arr[][5], int col, int row){
    cout << "\n===== printArr2 =====" << endl;
    for(int i=0; i<row; i++){
        for(int j=0; j<col; j++){
            cout << arr[i][j];
        }
        cout << endl;
    }
}

int main(int argc, const char * argv[]) {
    
    char arr1[5] = {'H','E','L','L','O'};
    char arr2[2][5] = {{'h','e','l','l','o'},
                       {'w','o','r','l','d'}};
    
    // 1차원 배열
    int len = sizeof(arr1)/sizeof(arr1[0]);
    printArr1(arr1, len);    // 배열의 길이를 함께 전달해야함.
    
    // 2차원 배열
    int col = sizeof(arr2[0])/sizeof(arr2[0][0]);
    int row = sizeof(arr2)/sizeof(arr2[0]);
    printArr2(arr2, col, row);    // 배열의 가로, 세로 크기를 전달해야함.
    
    return 0;
}

 

구조체 (Struct)

구조체란 하나 이상의 변수를 묶어서 새로운 자료형을 정의하는 것이다.

객체를 표현하기 위해 하나 이상의 변수가 필요한 경우 구조체를 활용할 수 있다.

 

C++ 구조체 정의

구조체(struct)는 사용자 정의 자료형이므로, 사용 전 구조체의 형태를 컴파일러에게 미리 알려주어야 한다.

struct 예약어를 사용하여 정의하고 반드시 ;(세미콜론)을 붙여주어야 한다.

struct Person{
    char name[20];
    int age;
    char sex;
    double weight;
    double height;
};

// typedef 활용 (위 code와 동일)
typedef struct Person_t{
    char name[20];
    int age;
    bool sex;
    double weight;
    double height;
}Person;

 

C++ 구조체 선언 및 사용

구조체 내부의 멤버변수에 접근하기 위해서는 .을 이용한다.

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

struct Person{
    string name;
    int age;
    char sex;
    double height;
};

void printer(Person p){
    cout << "이름 : " << p.name << endl;
    cout << "나이 : " << p.age << endl;
    cout << "성별 : " << (p.sex == 'M' ? "남자" : "여자") << endl;
}

int main(int argc, const char * argv[]) {

    // Person 구조체 선언 및 초기화
    Person p1;
    p1.name = "우수연";
    p1.age = 25;
    p1.sex = 'M';
    p1.height = 184.2;
    
    Person p2;
    p2.name = "아이유";
    p2.age = 28;
    p2.sex = 'F';
    p2.height = 161.7;

    // 키큰사람 출력
    if(p1.height > p2.height){
        printer(p1);
    }else{
        printer(p2);
    }
    
    return 0;
}

 

클래스 (Class)

클래스(class)는 객체지향 프로그래밍(OOP)에서 특정 객체를 생성하기 위해 변수와 메소드를 정의하는 일종의 틀이다.

C++에서는 기본 접근 제어자가 다른 것 말고는 구조체와 클래스가 동일하다.

둘 다 변수, 함수, 생성자, 소멸자를 내부에서 선언할 수 있고, 상속구조를 사용할 수 있다.

하지만 구조체의 경우 기본 접근 제어자가 public으로 선언되고, 클래스의 경우 기본 접근 제어자가 private으로 선언된다.

 

객체지향 프로그래밍 (Object-Oriented Programming)

객체지향에 대해 이야기하려면 끝이 없지만 간단하게 설명하자면... 말 그대로 객체라는 기본 단위로 프로그래밍을 하는 개념이다.

즉, 객체지향 프로그램은 수 많은 객체(Object)로 이루어져 있으며, 이 객체들의 상호작용으로 프로그램이 처리된다.

객체지향 프로그래밍의 특징

  • 추상화(Abstraction)
    • 속성이나 연산의 중요한 핵심을 추상적 개념으로 다루는 것
  • 캡슐화(Encapsulation)
    • 속성과 연산을 하나로 묶는 것을 의미하며, 캡슐화 된 객체는 재사용이 용이함
  • 상속(Inheritance)
    • 이미 정의된 부모 클래스의 모든 속성과 연산을 자식 클래스가 물려받는 것
  • 다형성(Polymorphism)
    • 서로 다른 클래스 객체가 같은 메시지를 받았을 때 각자의 방식으로 동작하는 것을 의미

 

C++ 클래스 정의 및 선언

#include <iostream>
using namespace std;

class Point {
private:
    int x;
    int y;
public:
    Point(){}
    ~Point(){}
    Point(int a, int b){
        x = a;
        y = b;
    }
    
    void addPoint(int a, int b);
    void showPoint();
};

void Point::addPoint(int a, int b){
    x += a;
    y += b;
}
void Point::showPoint(){
    cout << "x : " << x << ", y : " << y << endl;
}

int main(){
    Point p1(2, 4);
    Point p2;
    
    p1.addPoint(10, 10);
    p2.addPoint(10, 10);
    
    p1.showPoint();
    p2.showPoint();
    
    return 0;
}

 

접근 지정자

  • public : 모든 접근을 허용
  • protected : 상속받은 클래스 또는 같은 패키지에서만 접근
  • private : 외부에서 접근이 불가능 (즉, 같은 클래스 내에서만 접근이 가능)

 

 

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