임시객체, 이동생성자 & 이동 대입 연산자
임시객체란?
프로그램 실행 도중에 필요에 의해 잠깐 생성되었다가 구문이 끝나면 소멸하는 객체이다.
레지스터에 들어갈 수 있는 사이즈라면 레지스터에 저장되고,
아니라면 스택에 생성되었다가 사라진다.
즉, 사용되는 단일 식을 넘어 지속되지 않는 일시적인 값이라고 볼 수 있다.
임시객체 특징
1) 임시객체는 주소연산자로 주소를 구할 수 없다.
Temporary *t1 = &Temporary(100); // 에러 발생.2) 임시객체는 Ivalue가 될 수 없다. ( =의 왼쪽에 올 수 없다.)
Temporary(100) = 10; // 에러 발생3) 임시객체는 일반적인 참조가 불가능하다. 그러나, 상수 참조는 가능하다.
Temporary &ref = Temporary(100); // 에러 발생
const Temporary & ref = Temporary(100); // 실행 가능, 즉 ref가 파괴될 때까지 임시객체는 존재한다.4) 임시객체는 다음 행으로 넘어가면, 바로 소멸되게 된다.
그러나 참조자에 참조되는 임시객체는, 바로 소멸되지 않는다.
즉, 클래스의 외부에서, 객체의 멤버함수를 호출하기 위해 필요한 것은 다음 세가지 중 하나이다.
- 객체에 붙여진 이름
- 객체의 참조 값(객체 참조에 사용되는 정보)
- 객체의 주소 값
과거 C++ 의 문제(C++11 이전)
- 함수 호출 시 임시 개체(rvalue)에 대한 복사가 너무 많이 일어남
복사를 어떻게 막을까?
- rvalue 참조와 이동 문법으로 해결할 수 있다.
rvalue 참조 (&&)
- C++ 11 이후에 새로 나온 연산자
- 기능상 & 연산자와 비슷
- & 연산자는 lvalue 참조에 사용
- && 연산자는 rvalue 참조에 사용
rvalue 참조, stdmove(), 이동생성자
예시 : rvalue참조
float CalculateAverage()
{
float average;
// ...
return average;
}
int main()
{
int number = 10;
int&& rNumber = number; // 에러, number는 lvaule
int&& rNumber1 = 10; // OK, 10은 rvalue
float&& rAverage = CalculateAverage(); // OK, CaculateAverage()는 rvalue
}std::move()
- rvalue 참조를 반환
- lvalue를 rvalue로 변환
이동생성자
class Test
{
public:
Test(Test&& _test) { ... }
...
}- 다른 개체 맴버 변수들의 소유권을 가져옴
- 복사 생성자와 달리, 메모리 재할당을 하지 않음
- 복사 생성자보다 빠름
- 약간 얕은 복사와 비슷
MyString::MyString(MyString&& other)
{
// ...
}
예시 : MyString 이동 생성자
MyString.h
class MyString
{
public:
MyString(MyString&& other); // 이동 생성자
MyString(const MyString& other); // 복사 생성자
MyString(const char* str);
// ...
private:
char* mString;
int mSize;
};MyString.cpp
// 이동 생성자
MyString::MyString(MyString&& other)
: mString(other.mString)
, mSize(other.mSize)
{
other.mString = nullptr;
other.mSize = 0;
}
// 복사 생성자
MyString::MyString(const MyString& other)
: mSize(other.mSize)
{
mString = new char[mSize];
memcpy(mString, other.mString, mSzie);
}
MyString::MyString(const char* str)
: mSize(strlen(str) +1)
{
mString = new char[mSize];
memcpy(mString, str, mSize);
}Main.cpp
MyString studentName("Lulu");
MyString copiedName(studentName);
MyString copiedName2(std::move(studentName));- 이동 생성자를 사용함으로써 메모리 재할당을 막음
이동 대입 연산자
이동 대입 연산자
Type& Type::operator=(Type&& )- 이동 생성자와 같은 개념
- 다른 개체 맴버 변수들의 소유권을 가져옴
- 메모리 재할다응ㄹ 하지 않음
- 얕은 복사
MyString& MyString::Operator=(MyString&& other)
{
// ...
}예시 : 이동 대입 연산자
MyString.h
class MyString
{
public:
MyString& operator=(MyString&& other);
// ...
private:
char* mString;
int mSize;
};
MyStirng.cpp
MyString& MyString::operator=(MyString&& other)
{
if(this != &other)
{
delete[] mString;
mString = other.mString;
mSize = other.mSize;
other.mString = nullptr;
other.mSize = 0;
}
return *this;
}Main.cpp
MsString studnetName("Lulu");
MyString anotherStudentName("Teemo");
anotherStudentName = std::move(studnetName);STL 컨테이너용 이동 문법
- C++ 11 이후로, STL 컨테이너에 이동 생성자와 이동 대입이 생김
- 그래서, 이것들을 따로 구현할 필요가 없음
rvalue 최적화
- 또다른 C++ 프로그래밍 유행어
- 이동 생성자와 이동 대입 연산자
- 아직 유효
- 포인터 대신 개체 자체를 반환하는 함수
- 함수에서 rvalue를 반환하는 것은 실제로 매우 느림
- 반환 값 최적화라고 하는 컴파일러 최적화를 깨뜨림
베스트 프랙티스
- 기본적으로 그냥 개체를 반환
- 더 빨라진다고 입증된 경우에만 함수가 rvalue를 반환하도록 바꾸자
이동 생성자
임시객체가 생성되고 소멸되는 과정이 2번씩이나 쓸데 없이 일어나는 문제점을 방지하기 위해 만들어진 생성자이다.
생성자의 인자로 자신과 같은 타입의 인자를 받으며, &&기호를 사용한다.
예시 코드
class Knight {
public:
Knight(int _id) :id(_id) { //... }
Knight(const Knight& knight){ cout << "Knight(const Knight&) : " << id << endl; } // 복사 생성자
Knight(Knight&& knight) { cout << "Knight(Knight &&) : " << id << endl; } //이동 생성자
~Knight() { cout << "~Knight() : " << id << endl; }
private:
int id=0;
};
int main()
{
Knight k1(10);
Knight k2(k1);
return 0;
}class Knight {
public:
Knight(int _id) :id(_id) { cout << "Knight(int) : " << id << endl; }
Knight(const Knight& knight){ cout << "Knight(const Knight&) : " << id << endl; } // 복사 생성자
Knight(Knight&& knight) { cout << "Knight(Knight &&) : " << id << endl; } //이동 생성자
~Knight() { cout << "~Knight() : " << id << endl; }
private:
int id=0;
};
void Knight_Copy(Knight knight){}
void Knight_LValueRef(Knight& knight){}
void Knight_ConstLValueRef(const Knight& knight){}
void Knight_RValueRef(Knight&& knight){} // && 기호는 R-Value 참조자를 뜻하는 기호
int main()
{
Knight k1(10);
Knight_Copy(k1);
Knight_LValueRef(k1);
Knight_ConstLValueRef(k1);
Knight_RValueRef(Knight(20));
return 0;
}위의 코드 실행결과를 보면 다음과 같다.
main 내부의 Knight_RValueRef 함수 호출부에서 매개변수가 뭔가 다르다.
k1이 아닌 이름없는 객체 Knight를 생성한다.
Knight_RValueRef 함수의 시그니처를 보면 매개변수로 Knight && 라는 형식을 가진다.
'&&' 기호는 'R-Value 참조자' 라는 것이다.
그냥 k1 을 매개변수로 넘겨줄 경우 ' an rvalue reference cannot be bound to an lvalue ' 라는 컴파일 에러가 난다.
그 이유는 다음과 같다.
R-value 참조 자리에 전달되는 인자는 L-Value여서는 안된다.
R-Value는 해당 데이터가 R-Value라는 의미이다.
하지만 R-value 참조라는 것은 R-Value를 참조하겠다는 의미이며, 해당 R-Value는 참조되고 나서 소멸한다.
왜냐하면 L-Value는 R-Value가 될 수 있기 때문이다.
'R-Value 참조'라는 것은 임시객체(잠깐 생성되었다 연산이 끝나면 곧장 소멸하는 객체)를 참조하겠다는 뜻이다.
그러므로 Knight_RValueRef 함수에 매개변수로 'k1' 이라는 식별자(이름)가 있는 객체를 전달해주지 못하는 것이다.
k1은 해당 함수가 반환을 해도 소멸하지 않아야 하기 때문이다.