C++ Inheritance(상속), 상속과 오버로딩, 템플릿과 상속의 관계

Inheritance(상속)

 

- C++에서 상속의 용어

 

base class (superclass : 부모 클래스)

derived class (subclass : 자식 클래스)

 

 

ex)

 

Person이 base class 이고, student가 derived class이다. 위에서와 같이 표시하면 상속을 받는다는 것을 의미한다.

 

 

Person에서 정의한 함수들을 Student 클래스가 호출하여 사용하는 것이 가능해진다.

 

 

 

+ 상속의 특징 : 새 멤버의 추가

 

derived class(자식 클래스)는 자신만의 새로운 멤버들을 정의할 수 있다.

 

 

 

 

가시성(visibillity) 

 

 

 

(1) Public Inheritance

자식클래스는 부모클래스를 public으로 상속 (ex 맨 첫 예제에서의 class Student : public Person)

 

• 부모 클래스의 public 멤버는 자식 클래스에서 public으로 유지된다. 자식 클래스의 객체를 통해 외부에서 접근할 수 있다.
• 부모 클래스의 protected 멤버는 자식 클래스에서 protected로 유지된다. 자식 클래스 내부에서 접근 가능하지만, 외부에서는 접근할 수 없다.
• 부모 클래스의 private 멤버는 자식 클래스에서 접근할 수 없습니다. 자식 클래스 내부에서도 접근이 불가능합니다.

 

Is-A 관계: Public 상속은 "Is-A" 관계를 나타낼 수 있다. 즉, Student 클래스는 Person 클래스의 일종이라고 말할 수 있다 예를 들어, Student 객체는 Person 객체로 취급될 수 있다. (파생클래스는 기본클래스의 서브타입이며 Student 클래스는 Person 클래스가 사용되는 어느 곳에서도 사용될 수 있다.) But, (Student를 Person으로 다루면 프로그램은 컴파일 되고 실행되지만, Student 클래스에만 있는 추가적인 멤버는 사용할 수 없다. 이것은 다형성(polymorphism)의 특징 중 하나로, 상위 클래스(기본 클래스)로 다룰 때는 상위 클래스에 정의된 멤버만 접근할 수 있다는 것을 의미한다)

 

 

 

(2) Private Inheritance

자식클래스는 부모클래스를 private으로 상속 (ex 맨 첫 예제에서의 class Student : private Person)

 

• 부모 클래스의 public 멤버는 자식 클래스에서 private으로 변환된다. 자식 클래스의 객체를 통해 외부에서 접근할 수 없다.
• 부모 클래스의 protected 멤버도 자식 클래스에서 private으로 변환된다. 자식 클래스 내부에서는 접근 가능하지만, 외부에서는 접근할 수 없다.
• 부모 클래스의 private 멤버는 자식 클래스에서 접근할 수 없다. 자식 클래스 내부에서도 접근이 불가능하다.

 

Has-A 관계: Private 상속은 "Has-A" 관계로 볼 수 있다. 즉, Student는 Person을 포함하고 있지만, Student가 Person이라는 의미는 아니다

 

 

 

(3) Private Inheritance

자식클래스는 부모클래스를 protected로 상속 (ex 맨 첫 예제에서의 class Student : protected Person)

 

• 부모 클래스의 public 멤버는 자식 클래스에서 protected로 변환된다. 외부에서 접근할 수 없고, 자식 클래스 및 그 파생 클래스에서 접근 가능하다.
• 부모 클래스의 protected 멤버도 자식 클래스에서 protected로 유지된다. 자식 클래스 및 그 파생 클래스에서 접근 가능하다.
• 부모 클래스의 private 멤버는 자식 클래스에서 접근할 수 없다. 자식 클래스 내부에서도 접근이 불가능하다.

 

Is-Implemented-In-Terms-Of 관계: Protected 상속은 일반적으로 "Is-Implemented-In-Terms-Of" 관계로 이해할 수 있다. 즉, Student는 내부적으로 Person의 기능을 사용해 구현되지만, 외부에서 보기에 Student는 Person이 아니다

 

 

 

 

 

Inheritance(상속)과 Overloading(오버로딩)

• 오버로딩은 동일한 클래스 내에서 이루어짐. 즉, 같은 이름의 여러 함수가 같은 클래스에 정의되어 있을 때, 각 함수의 시그니처(매개변수의 타입과 개수)가 다르면, C++ 컴파일러는 이를 구별하여 사용할 수 있다.
• 그러나, 상속된 멤버 함수에 대해 오버로딩을 시도할 때 문제가 발생할 수 있다. 파생 클래스에서 기본 클래스의 함수 이름을 동일하게 사용하여 새로운 함수(오버로딩)를 정의할 때, 기본 클래스에 있는 동일한 이름의 함수들은 파생 클래스의 범위에서 가려질 수 있다.

 

=> 아래와 같이 상속 클래스 예시에서  상속된 멤버 함수에 대한 오버로딩이 적용되지 않는다

class Base {
public:
    void foo(int x) { 
        std::cout << "Base::foo(int)" << std::endl; 
    }
};

class Derived : public Base {
public:
    void foo(double x) {
        std::cout << "Derived::foo(double)" << std::endl; 
    }
};

 

 

오버로딩이 적용되려면??

 

- 만약 상속된 멤버 함수들과 함께 오버로딩을 제대로 적용하고 싶다면, 기본 클래스의 함수를 파생 클래스의 범위로 가져와야 한다. 이를 위해 ***using 키워드***를 사용할 수 있다.

 

class Derived : public Base {
public:
    using Base::foo;  // Base 클래스의 foo(int)를 가져옴

    void foo(double x) {
        std::cout << "Derived::foo(double)" << std::endl; 
    }
};

 

이렇게 하면, Derived 클래스에서 foo(int)와 foo(double) 모두 오버로딩되어 사용될 수 있다.

 

 

 

 

 

템플릿과 상속 (Class Template : Inheritance)

클래스 템플릿이나 클래스는 서로 어떤 조합으로든 상속됨

 

클래스 템플릿을 상속 받을 때 제약이 있음

- 파생 클래스에서 기본 클래스의 멤버 함수나 멤버 변수는 자동으로 이용할 수 없음

- 세 가지 해결책이 있음

  1) this 포인터로 멤버 함수 호출을 한정하기           ex) this -> Func() ;

  2) using으로 멤버 함수 지정                                   ex) using base<T>::Func ;

  3) 기본 클래스의 멤버 함수를 직접 호출                 ex) Foo<T>::Func() ;