Template

템플릿(Template)은 메타프로그래밍을 C++이 표현하는 방식이다.

객체지향이라는 개념이 있고 각언어가 객체지향의 개념을 각자의 방식으로 표현한다.

메타프로그래밍이란?

넓은 의미에서 런타임에 수행해야 할 작업의 일부를

컴파일 타임 동안 수행하는 프로그램을 말하기도 한다.

이 말은

int main()
{
   int a = 10 + 10;
}

위의 코드를 컴파일러는 우리의 생각처럼 10에 10을 더해서 a는 20이구나가 아니라

그냥 20이라는 결과값을 넣는다.이와같이 생각 할 수 있다.

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템플릿 문법

template<typename T>
void Func(T _Value)
{
   std::cout << _Value << std::endl;
}

위와 같이 사용 한다.

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템플릿 이해하기

void Func(int _Value)
{
   std::cout << _Value << std::endl;
}

int main()
{
   Func(582985);
}

템플릿을 int형으로 인자값을 넣고 위의 코드처럼 Func함수를 호출 할 수 있다.

그렇다면

Func("test");

이 함수는 호출 할 수 있을까?당연히 안된다 int형을 넣어줘야 하는데

const char* 형을 넣었기 때문이다.

복습)

문자열이 const char* 인 이유는?

->변하지 않는 상수이기 때문 "test" = "test2" 이 코드가 안되는 것과 같다.

void Func(const char* _Value)
{
   std::count << _Value << std::endl;
}

Func("test") 이 함수를 호출하려면 위의 코드와 같이 만들어 주면 가능해진다.

이와 같이 또 다른 자료형으로 사용하고 싶으면 오버로딩을 이용해서같은 자료형의 인자값을 넣는 방식으로 만들어 줘야 한다.

여기서

template<typename T>
void Func(T _Value)
{
   std::cout << _Value << std::endl;
}

int main()
{
    Func(582985);
    Func("test");
}

템플릿 문법을 사용해서 이렇게 만들어 주면 위의 코드만으로도

Func(582985)와 Func("test") 두 함수 모두 사용이 가능해 진다.

int main()
{
    Func<int>(582985);
    Func<const char*>("test");
}

정확한 함수 호출은 위와 같다.

함수의 경우 템플릿으로 만들었을때 인자추론을 통해서 

알아서 어떤 자료형을 사용하는 알아내는 것이다.

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템플릿 동작 원리 알아보기

 

컴파일의 4단계에서

전처리기가 주석과 코드를 정리하고 

컴파일러가 컴파일을 시작하면서 템플릿을 인식하고

Func(582985)를 통해서 int형을 사용하는 템플릿 함수를 알아낸다.(인자추론)

그러면서 이 함수를 동작할 수 있게 함수를 만들어 준다.

void Func(int _Value)
{
   std::cout << _Value << std::endl;
}

 

위와 같이 int를 받는 함수를 만들어 준다.

그리고 Func("test")에서 const char*형을 사용하는 함수 역시 컴파일러가 만들어 준다. 

void Func(const char* _Value)
{
   std::count << _Value << std::endl;
}

이 함수들이 만들어져서 생기고 나서 빌드가 된다.

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template<typename T,typename U>
void Func(const T _Value1,const T _Value2,const U _Test)
{
   std::count << _Value1 << _Value2 << _Test << std::endl;
}

int main()
{
   Func(10,20,"test");
}

위와 같이 여러개의 템플릿을 사용할 수 있다.

여기서 만약 Func 서로 다른 자료형 3개를 넣어주면 사용 할 수 없다.

템플릿 함수에서 인자값으로 T를 2개 썻기때문에 Func를 호출할 때

첫번째 인수와 두번째 인수의 자료형은 같아야 한다.

void Func(const int _Value1,const int _Value2,const char* _Test)
{
   std::count << _Value1 << _Value2 << _Test << std::endl;
}

컴파일러가 위와 같은 코드를 만들어 주는 것이다.

만약 템플릿과 본함수가 같이 있다면 (내가 둘다 만들어줬다면)

컴파일러는 템플릿은 무시하고 내가 만든 본함수를 사용한다.

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템플릿 클래스

템플릿을 이용해서 클래스를 만들면 헤더에서 모든걸 구현해 놓는것이 일반적이다.

template<typename T>
class TemplateClass
{
public:
   T& Value;
public:
   TemplateClass()
   {
   }
   ~TempalteClass()
   {
   }
};

위를 헤더라고 생각하고 선언하고 cpp에 정의를 하려고 하면 오류가 난다.

이유는 저 클래스의 이름이 TemplateClass라는 이름 하나로 될 수 없기 때문이다.

내가 쓰는 자료형에 맞게 새로운 이름을 갖는다.그렇기 때문에

TempalteClass::TemplateClass() 이런식으로 구현할 수 없다.

내가 int형을 쓴다면 TempalteClass<int>::TemplateClass() 이렇게 cpp에

정의해서 사용할 수 있지만 그렇게 되면 템플릿을 사용하는 의미가 사라진다.

내가 사용하는 자료형에 맞게 모두다 만들어 줘야 하기 때문에

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위의 코드들에서 볼 수 있듯이 템플릿은 코드량을 줄여주고

그러기 위해서 만들어졌다.

템플릿의 단점으로는 가독성이 떨어지고 템플릿 함수는

컴파일러가 컴파일 단계에서 만들어내기 때문에

당연히 컴파일 속도가 느려진다.