[C++] Template (템플릿)

템플릿(Template)

함수나 클래스를 개별적으로 다시 작성하지 않아도, 여러 자료 형으로 사용할 수 있도록 하게 만들어 놓은 틀이다.

템플릿을 사용하면 타입마다 별도의 함수나 클래스를 만들지 않고, 여러 타입에서 동작할 수 있는 단 하나의 함수나 클래스를 작성하는 것이 가능하다.

C#의 제네릭과 비슷하다고 생각하면 된다.

 

• 함수 템플릿(Function Template)
• 클래스 템플릿(Class Template)

이렇게 두 개로 나뉜다.

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함수 템플릿(Function Template)

함수의 일반화된 선언을 의미한다. 함수 템플릿을 사용하면 같은 알고리즘을 기반으로 하면서, 서로 다른 타입에서 동작하는 함수를 한 번에 정의할 수 있다.

임의의 타입으로 작성된 함수에 특정 타입을 매개변수로 전달하면, C++ 컴파일러는 해당 타입에 맞는 함수를 생성해 준다.

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문법

template <typename 타입이름>
 
함수의 원형
 
{
    // 함수의 본체
}

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예제 - 함수 템플릿

[기존 코드]

int sum(int a, int b)
{
    return a + b;
}
 
float sum(float a, float b)
{
    return a + b;
}

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[Template 함수를 이용하여 수정한 코드]

template <typename T>
T sum(T a, T b)
{
    return a + b;
}

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클래스 템플릿(Class Template)

클래스의 일반화된 선언을 의미한다. 앞서 살펴본 함수 템플릿과 동작은 같으며, 그 대상이 함수가 아닌 클래스라는 점만 다르다. 클래스 템플릿을 사용하면, 타입에 따라 다르게 동작하는 클래스 집합을 만들 수 있다. 즉, 클래스 템플릿에 전달되는 템플릿 인수(template argument)에 따라 별도의 클래스를 만들 수 있게 된다. 이러한 템플릿 인수는 타입이거나 명시된 타입의 상숫값일 수 있다.

 

• 클래스 내부의 멤버 변수의 타입에 대해서 template로 선언할 때 사용한다.
• ⚠️선언 시에 유의할 점 : 멤버 함수를 클래스 외부에서 선언할 때, 꼭 template 선언을 다시 해주어야 한다⚠️
• 클래스 템플릿은 객체를 생성할 때 타입을 정해준다.

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문법

template <typename 타입이름>
 
class 클래스템플릿이름
 
{
    // 클래스 멤버의 선언
 
}

함수 템플릿과 마찬가지로 템플릿 정의 내에서 typename 키워드 대신에 class 키워드를 사용할 수 있다. 위에서 정의된 타입 이름은 클래스의 선언에서 임의의 타입으로 사용할 수 있다.

 

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예제 - 클래스 템플릿

#include <iostream>
using namespace std;
 
template <typename T>
class Data
{
private:
    T data_;
public:
    Data(T dt);
    T get_data();
};
 
int main(void)
{
    Data<string> str_data("C++ 수업");
    Data<int> int_data(12);
    
    cout << "str_data : " << str_data.get_data() << endl;    
    cout << "int_data : " << int_data.get_data() << endl;
    return 0;
}
 
template <typename T>
Data<T>::Data(T dt)
{
    data_ = dt;
}
 
template <typename T>
T Data<T>::get_data()
{
    return data_;
}

실행 결과

 

위처럼 클래스 템플릿으로부터 객체를 생성할 때에는 꺾쇠괄호(<>) 안에 템플릿에 전달된 인수 타입을 명시해야 한다.

전달된 매개변수의 타입을 가지고 컴파일러가 해당 타입에 맞는 함수를 생성해 주는 함수 템플릿과는 달리, 클래스 템플릿은 사용자가 사용하고자 하는 타입을 명시적으로 제공해야 한다.

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예제 - 템플릿(Template)

#include <iostream>
#include <string>
using namespace std;
 
template<typename T>
class Character
{
public:
    void Set(T name)
    {
        this->name = name;
    }
 
    void Print()
    {
        cout << "name : " << name << endl;
    }
 
    virtual void PrintName() = 0;
 
protected:
    T name;
};
 
class Player : public Character<int>
{
public:
    void PrintName() override
    {
        cout << "Player : " << name << endl;
    }
};
 
class Monster : public Character<string>
{
public:
    void PrintName() override
    {
        cout << "Monster : " << name << endl;
    }
};
 
int main()
{
    Player player;
    player.Set(100);
    player.PrintName();
 
    Monster monster;
    monster.Set("Oak");
    monster.PrintName();
 
    return 0;
}

실행 결과

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예제 - Template Stack

#include <stdio.h>
#include <memory.h>
#include <assert.h>
 
#define MAX_STACK_COUNT 20
 
template<typename T>
class Stack
{
public:
    Stack()
    {
        memset(values, 0, sizeof(T) * MAX_STACK_COUNT);    // 시작주소부터 한 칸에 대한 크기 * 스택의 최대갯수
    }
 
    void Push(T value)
    {
        assert(top + 1 < MAX_STACK_COUNT);    // 검증
 
        values[++top] = value;
    }
 
    T Pop()
    {
        assert(Empty() == false);
 
        T val = values[top--];
 
        return val;
    }
 
    T Front()
    {
        return values[top];
    }
 
    bool Empty()
    {
        return top < 0 ? true : false;
    }
 
private:
    int top = -1;
 
    T values[MAX_STACK_COUNT];
 
};
 
int main()
{
    Stack<int> stack;
 
    stack.Push(10);
    stack.Push(20);
    stack.Push(30);
 
    stack.Pop();
 
    stack.Push(40);
    stack.Push(50);
 
    while (stack.Empty() == false)
        printf("%d\n", stack.Pop());
 
    return 0;
}

실행 결과

 

 

 

출처 및 참고: TCPschool, 강의 짱 잘하시는 울 유니티 선생님 수업