[객체 포인터와 객체 배열, 객체의 동적 생성] 객체 포인터와 new delete 동적 생성 및 할당과 반환

<황기태 님의 명품 C++ Programming 서적을 참고해서 작성하였습니다 :-)>

 

🐍 객체 포인터 선언 및 활용

☑️ 객체 포인터
객체의 멤버 함수를 읽고 값을 쓰거나 멤버 함수를 호출할 수 있다

☑️ 객체에 대한 포인터 변수 선언
Circle *p;

☑️포인터 변수에 객체 주소 지정
객체의 주소는 객체 이름 앞에 & 연산자를 사용하여 표현한다
p = &donut;

☑️포인터를 이용한 객체 멤버 접근
객체 이름으로 멤버를 접근할 때 점(.) 연산자를 이용한다
d = donut.getArea();
객체 포인터로 멤버를 접근할 때 -> 연산자를 이용한다
d = p -> getArea();
d = (*p).getArea();

// 객체 포인터 선언 및 활용
#include <iostream>
using namespace std;

class Circle
{
    int radius;

public:
    Circle() { radius = 1; }
    Circle(int r) { radius = r; }
    double getArea();
};

double Circle::getArea()
{
    return 3.14 * radius * radius;
}

int main()
{
    Circle donut;
    Circle pizza(30);

    // 객체 이름으로 멤버 접근
    cout << donut.getArea() << endl;

    // 객체 포인터로 멤버 접근
    Circle *p;
    p = &donut;

    cout << p->getArea() << endl;
    cout << (*p).getArea() << endl;

    p = &pizza;
    cout << p->getArea() << endl;
    cout << (*p).getArea() << endl;
}

/*
3.14
3.14
3.14
2826
2826

- 객체 포인터
객체의 멤버 함수를 읽고 값을 쓰거나 멤버 함수를 호출할 수 있다
- 객체에 대한 포인터 변수 선언
Circle *p;
- 포인터 변수에 객체 주소 지정
객체의 주소는 객체 이름 앞에 & 연산자를 사용하여 표현한다
p = &donut;
- 포인터를 이용한 객체 멤버 접근
객체 이름으로 멤버를 접근할 때 점(.) 연산자를 이용한다
d = donut.getArea();
객체 포인터로 멤버를 접근할 때 -> 연산자를 이용한다
d = p -> getArea();
d = (*p).getArea();
*/

 

 

🐍 객체 배열
객체 배열은 원소가 객체
int, char 등 기본 타입의 배열을 선언하고 활용하는 방법

// Circle 클래스의 배열 선언 및 활용
#include <iostream>
using namespace std;

class Circle
{
    int radius;

public:
    Circle() { radius = 1; }
    Circle(int r) { radius = r; }
    void setRadius(int r) { radius = r; }
    double getArea();
};

double Circle::getArea()
{
    return 3.14 * radius * radius;
}

int main()
{
    // Circle 객체 배열 생성
    Circle circleArray[3];

    // 배열의 각 원소 객체의 멤버 접근
    circleArray[0].setRadius(10);
    circleArray[1].setRadius(20);
    circleArray[2].setRadius(30);

    // 배열의 각 원소 객체의 멤버 접근
    for (int i = 0; i < 3; i++)
    {
        cout << "Circle " << i << "의 면적은 " << circleArray[i].getArea() << endl;
    }

    Circle *p;
    p = circleArray;
    // 객체 포인터로 배열 접근
    for (int i = 0; i < 3; i++)
    {
        cout << "Circle " << i << "의 면적은 " << p->getArea() << endl;
        // 배열의 다음 원소
        p++;
    }
}

/*
Circle 0의 면적은 314
Circle 1의 면적은 1256
Circle 2의 면적은 2826
Circle 0의 면적은 314
Circle 1의 면적은 1256
Circle 2의 면적은 2826

- 객체 배열
객체 배열은 원소가 객체
int, char 등 기본 타입의 배열을 선언하고 활용하는 방법
*/

 

🐍 객체 배열 초기화

☑️ 객체 배열 선언
객체 배열 선언문은 기본 생성자를 호출한다
오직 매개 변수 없는 기본 생성자 호출한다

컴파일러가 자동으로 기본 생성자를 삽입하므로, 객체 배열 생성 시 컴파일 오류가 발생하지 않는다
매개 변수가 가진 생성자가 선언되어 있는 경우, 매개 변수 생성자 호출은 문제가 없지만, 객체 배열 선언할 경우 기본 생성자가 없으므로 컴파일 오류 발생

객체 배열을 생성할 때 기본 생성자가 있는지 확인해야한다

 

☑️ 객체 배열 사용
배열의 각 원소 객체는 [] 연산자로 구분한다
원소 객체와 멤버 사이에 점(.) 연산자를 사용하는 것
클래스의 포인터를 이용하여 배열을 다룰 수 있다

☑️ 배열 소멸과 소멸자
함수가 종료되면 함수 내에 선언된 배열도 소멸된다
배열이 소멸되면 모든 원소 객체가 소멸되며 각 원소 객체마다 소멸자가 호출된다
높은 인덱스에서부터 원소 객체가 소멸되고, 각 객체마다 ~() 소멸자가 실행된다

☑️ 객체 배열 초기화
객체 배열을 생성할 때 생성자를 사용하여 원소 객체를 초기화 할 수 있다
배열을 선언할 때 {} 안에 호출할 생성자를 지정한다

// 객체 배열 초기화
#include <iostream>
using namespace std;

class Circle
{
    int radius;

public:
    Circle() { radius = 1; }
    Circle(int r) { radius = r; }
    void setRadius(int r) { radius = r; }
    double getArea();
};

double Circle::getArea()
{
    return 3.14 * radius * radius;
}

int main()
{
    Circle circleArray[3] = {Circle(10), Circle(20), Circle()};

    for (int i = 0; i < 3; i++)
    {
        cout << "Circle " << i << "의 면적은 " << circleArray[i].getArea() << endl;
    }
}

/*
Circle 0의 면적은 314
Circle 1의 면적은 1256
Circle 2의 면적은 3.14

- 객체 배열 선언
객체 배열 선언문은 기본 생성자를 호출한다
오직 매개 변수 없는 기본 생성자 호출한다

컴파일러가 자동으로 기본 생성자를 삽입하므로, 객체 배열 생성 시 컴파일 오류가 발생하지 않는다
매개 변수가 가진 생성자가 선언되어 있는 경우, 매개 변수 생성자 호출은 문제가 없지만, 객체 배열 선언할 경우 기본 생성자가 없으므로 컴파일 오류 발생

객체 배열을 생성할 때 기본 생성자가 있는지 확인해야한다

- 객체 배열 사용
배열의 각 원소 객체는 [] 연산자로 구분한다
원소 객체와 멤버 사이에 점(.) 연산자를 사용하는 것
클래스의 포인터를 이용하여 배열을 다룰 수 있다

- 배열 소멸과 소멸자
함수가 종료되면 함수 내에 선언된 배열도 소멸된다
배열이 소멸되면 모든 원소 객체가 소멸되며 각 원소 객체마다 소멸자가 호출된다
높은 인덱스에서부터 원소 객체가 소멸되고, 각 객체마다 ~() 소멸자가 실행된다

- 객체 배열 초기화
객체 배열을 생성할 때 생성자를 사용하여 원소 객체를 초기화 할 수 있다
배열을 선언할 때 {} 안에 호출할 생성자를 지정한다
*/

 

🐍 다차원 객체 배열
다차원 객체 배열을 만들 수 있다
{} 안에 생성자를 지정하여 배열을 초기화할 수 있다

// Circle 클래스의 2차원 배열 선언 및 활용
#include <iostream>
using namespace std;

class Circle
{
    int radius;

public:
    Circle() { radius = 1; }
    Circle(int r) { radius = r; }
    void setRadius(int r) { radius = r; }
    double getArea();
};

double Circle::getArea()
{
    return 3.14 * radius * radius;
}

int main()
{
    Circle circles[2][3];

    circles[0][0].setRadius(1);
    circles[0][1].setRadius(2);
    circles[0][2].setRadius(3);
    circles[1][0].setRadius(4);
    circles[1][1].setRadius(5);
    circles[1][2].setRadius(6);

    // 배열의 각 원소 객체의 멤버 접근
    for (int i = 0; i < 2; i++)
    {
        for (int j = 0; j < 3; j++)
        {
            cout << "Circle [" << i << ", " << j << "] 의 면적은 ";
            cout << circles[i][j].getArea() << endl;
        }
    }
}

/*
Circle [0, 0] 의 면적은 3.14
Circle [0, 1] 의 면적은 12.56
Circle [0, 2] 의 면적은 28.26
Circle [1, 0] 의 면적은 50.24
Circle [1, 1] 의 면적은 78.5
Circle [1, 2] 의 면적은 113.04

- 다차원 객체 배열
다차원 객체 배열을 만들 수 있다
{} 안에 생성자를 지정하여 배열을 초기화할 수 있다
*/

 

🐍 동적 메모리 할당 및 반환

C언어 에서는 동적 메모리 할당 및 반환을 위해 malloc() / free() 표준 C 함수 이용
C++ 에서는 동적 메모리 할당 및 반환을 위해 new 와 delete 연산자를 이용한다
new 연산자는 힙 공간으로부터 메모리를 할당,
delete 연산자는 할당받은 메모리를 힙으로 반환한다

데이터 타입 * 포인터변수 = new 데이터타입;
delete 포인터변수;

new 연산자는 '데이터타입'의 크기만큼 힙으로부터 메모리를 할당받고 주소를 리턴한다
'포인터변수'는 할당받은 메모리의 주소를 가진다

delete 연산자는 '포인터변수'가 가리키는 메모리를 힙으로 반환한다
'데이터타입'은 int, double, char 등 기본 타입 뿐 아니라 구조체, 클래스도 포함한다

힙 메모리가 부족하면 new 는 NULL 을 리턴하므로, NULL 검사하는 것이 좋다

 

☑️ 동적 할당 메모리 초기화
new 를 이용하여 메모리를 할당받을 때, 초깃값을 지정하여 초기화할 수 있다
데이터타입 *포인터변수 = new 데이터타입(초깃값);

☑️ delete 사용 시 주의
delete 로 메모리를 반환할 때 적절하지 못한 포인터를 사용하면, 실행 오류가 발생한다

// 정수형 공간의 동적 할당 및 반환
#include <iostream>
using namespace std;

int main()
{
    int *p;

    p = new int;

    // p가 NULL 이면 메모리 할당 실패
    if (!p)
    {
        cout << "메모리를 할당할 수 없습니다.";
        return 0;
    }

    *p = 5;
    int n = *p;
    cout << "*p = " << *p << endl;
    cout << "n = " << n << endl;

    // 할당 받은 메모리 반환
    delete p;
}

/*
*p = 5
n = 5

- 동적 메모리 할당 및 반환
C언어 에서는 동적 메모리 할당 및 반환을 위해 malloc() / free() 표준 C 함수 이용
C++ 에서는 동적 메모리 할당 및 반환을 위해 new 와 delete 연산자를 이용한다
new 연산자는 힙 공간으로부터 메모리를 할당,
delete 연산자는 할당받은 메모리를 힙으로 반환한다

데이터 타입 * 포인터변수 = new 데이터타입;
delete 포인터변수;

new 연산자는 '데이터타입'의 크기만큼 힙으로부터 메모리를 할당받고 주소를 리턴한다
'포인터변수'는 할당받은 메모리의 주소를 가진다

delete 연산자는 '포인터변수'가 가리키는 메모리를 힙으로 반환한다
'데이터타입'은 int, double, char 등 기본 타입 뿐 아니라 구조체, 클래스도 포함한다

힙 메모리가 부족하면 new 는 NULL 을 리턴하므로, NULL 검사하는 것이 좋다

- 동적 할당 메모리 초기화
new 를 이용하여 메모리를 할당받을 때, 초깃값을 지정하여 초기화할 수 있다
데이터타입 *포인터변수 = new 데이터타입(초깃값);

- delete 사용 시 주의
delete 로 메모리를 반환할 때 적절하지 못한 포인터를 사용하면, 실행 오류가 발생한다
*/

 

🐍 배열의 동적 할당 및 반환

new 와 delete 연산자로 배열을 할당받고 반환할 수 있다

☑️ 배열의 동적 할당/반환의 기본 형식

// 배열의 동적 할당
데이터타입 *포인터변수 = new 데이터타입 [배열의 크기]

// 배열 메모리 반환
delte [] 포인터변수;

new 연산자는 '배열의 크기' 만한 배열을 할당받아 주소를 리턴하며,
delete 는 '포인터변수' 가 가리키는 배열 메모리를 반환한다

new 를 이용하면 int, char 등의 기본 타입과 구조체, 클래스 등 사용자가 정의한 타입의 배열을 할당받을 수 있다

 

☑️ 배열을 초기화 할 때 주의사항
new 로 배열을 동적 할당받을 때 생성자를 통해 직접 '초깃값'을 지정할 수 없다

// 배열 초기화 불가
int *pArray = new int [10][20];

// 초기화된 정수 배열 선언
int *pArray = new int [] {1, 2, 3, 4,};

☑️ 배열을 delete 할 때 주의 사항

// new int[10] 일 경우
delete [] p;

// new int; 일 경우
delete p;

// 정수형 배열의 동적 할당 및 반환
#include <iostream>
using namespace std;

int main()
{
    cout << "입력할 정수의 개수는?";
    int n;
    cin >> n;

    if (n <= 0)
        return 0;
    // n 개의 정수 배열 및 동적 할당
    int *p = new int[n];
    if (!p)
    {
        cout << "메모리를 할당할 수 없습니다.";
        return 0;
    }

    for (int i = 0; i < n; i++)
    {
        cout << i + 1 << "번째 정수 : ";
        cin >> p[i];
    }

    int sum = 0;
    for (int i = 0; i < n; i++)
    {
        sum += p[i];
    }

    cout << "평균 = " << sum / n << endl;

    // 배열 메모리 반환
    delete[] p;
}

/*
입력할 정수의 개수는?4
1번째 정수 : 3
2번째 정수 : 5
3번째 정수 : -23
4번째 정수 : 5
평균 = -2

- 배열의 동적 할당 및 반환
new 와 delete 연산자로 배열을 할당받고 반환할 수 있다

- 배열의 동적 할당/반환의 기본 형식
// 배열의 동적 할당
데이터타입 *포인터변수 = new 데이터타입 [배열의 크기]
// 배열 메모리 반환
delte [] 포인터변수;

new 연산자는 '배열의 크기' 만한 배열을 할당받아 주소를 리턴하며,
delete 는 '포인터변수' 가 가리키는 배열 메모리를 반환한다

new 를 이용하면 int, char 등의 기본 타입과 구조체, 클래스 등 사용자가 정의한 타입의 배열을 할당받을 수 있다

- 배열을 초기화 할 때 주의사항
new 로 배열을 동적 할당받을 때 생성자를 통해 직접 '초깃값'을 지정할 수 없다
// 배열 초기화 불가
int *pArray = new int [10][20];

// 초기화된 정수 배열 선언
int *pArray = new int [] {1, 2, 3, 4,};

- 배열을 delete 할 때 주의 사항
// new int[10] 일 경우
delete [] p;

// new int; 일 경우
delete p;
*/

 

🐍 객체와 객체 배열의 동적 생성 및 반환
☑️ new 를 이용한 객체의 동적 생성과 생성자

클래스 *포인터변수 = new 클래스이름; // 기본 생성자 호출
클래스 *포인터변수 = new 클래스이름(생성자 매개변수리스트);

new 는 클래스 크기의 메모리 할당받아 객체를 생성하며, 생성자를 호출한다

☑️delete 를 이용한 객체 반환과 소멸자
동적으로 생성된 객체는 객체에 대한 '포인터변수'를 이용하여 반환한다

delete 포인터변수;

delete 사용 시 '포인터변수'는 반드시 new를 이용하여 동적 할당받은 메모리의 주소여야 한다
delete 를 실행되면, 객체를 반환하기 직전에 객체의 소멸자가 실행된다

// Circle 객체의 동적 생성 및 반환
#include <iostream>
using namespace std;

class Circle
{
    int radius;

public:
    Circle();
    Circle(int r);
    ~Circle();
    void setRadius(int r) { radius = r; }
    double getArea() { return 3.14 * radius * radius; }
};

Circle::Circle()
{
    radius = 1;
    cout << "생성자 실행 radius = " << radius << endl;
}

Circle::Circle(int r)
{
    radius = r;
    cout << "생성자 실행 radius = " << radius << endl;
}

Circle::~Circle()
{
    cout << "소멸자 실행 radius = " << radius << endl;
}

int main()
{
    Circle *p, *q;
    p = new Circle();
    q = new Circle(30);

    cout << p->getArea() << endl
         << q->getArea() << endl;

    // 생성한 순서에 관계 없이 원하는 순서대로 delete 가능
    delete p;
    delete q;
}

/*
생성자 실행 radius = 1
생성자 실행 radius = 30
3.14
2826
소멸자 실행 radius = 1
소멸자 실행 radius = 30

- 객체와 객체 배열의 동적 생성 및 반환
- new 를 이용한 객체의 동적 생성과 생성자
클래스 *포인터변수 = new 클래스이름; // 기본 생성자 호출
클래스 *포인터변수 = new 클래스이름(생성자 매개변수리스트);

new 는 클래스 크기의 메모리 할당받아 객체를 생성하며, 생성자를 호출한다

- delete 를 이용한 객체 반환과 소멸자
동적으로 생성된 객체는 객체에 대한 '포인터변수'를 이용하여 반환한다
delete 포인터변수;

delete 사용 시 '포인터변수'는 반드시 new를 이용하여 동적 할당받은 메모리의 주소여야 한다
delete 를 실행되면, 객체를 반환하기 직전에 객체의 솜려자가 실행된다
*/

 

🐍 객체 배열의 동적 생성 및 반환
☑️ 객체 배열의 동적 생성과 생성자

클래스이름 *포인터변수 = new 클래스이름 [배열 크기];

new 를 이용하여 동적으로 배열을 생성할 때, 매개 변수 있는 생성자를 직접 호출할 수는 없다
배열을 각 원소 객체로는 초기화할 수 있다

☑️객체 배열의 사용
동적으로 생성된 객체 배열은 객체 배열처럼 사용된다

☑️배열의 반환과 소멸자
delete 연산자를 이용하여 동적으로 할당받은 배열을 반환하는 형식

delete [] 포인터변수;

delete는 배열을 반환하기 직전, 배열의 각 원소 객체의 소멸자를 진행한다
소멸자의 실행 순서는 생성의 반대 순서이다

 

☑️ 동적으로 할당받은 메모리는 반드시 반환해야 하는가?
힙 heap 은 프로그램이 실행 중에 new 를 이용하여 동적으로 할당받아 사용할 수 있는 메모리
대부분 운영체제에서 프로그램마다 힙이 따로 주어지기 때문에, 한 프로그램이 동적으로 많은 메모리를 할당받는 것이 다른 프로그램 힙에 영향 주지 않는다
다만, 필요없게 된 메모리를 반환하지 않거나 메모리 누구사 생기면, 힙에 메모리가 부족하여 할당 받을 수 없다

프로그램 종료 시, 힙 전체가 운영체제에 의해 반환되므로 누수 메모리에 대한 걱정은 안해도 된다

☑️ 동적으로 할당받은 메모리 누수
메모리의 주소를 잃어버려 힙에 반환할 수 없게 되면 메모리 누수가 발생한다
프로그램이 종료되면 누수 메모리는 모두 시스템 힙으로 자동 반환된다

// Circle 배열의 동적 생성 및 반환
#include <iostream>
using namespace std;

class Circle
{
    int radius;

public:
    Circle();
    Circle(int r);
    ~Circle();
    void setRadius(int r) { radius = r; }
    double getArea() { return 3.14 * radius * radius; }
};

Circle::Circle()
{
    radius = 1;
    cout << "생성자 실행 radius = " << radius << endl;
}

Circle::Circle(int r)
{
    radius = r;
    cout << "생성자 실행 radius = " << radius << endl;
}

Circle::~Circle()
{
    cout << "소멸자 실행 radius = " << radius << endl;
}

int main()
{
    // 객체 배열의 동적 생성
    Circle *pArray = new Circle[3];

    pArray[0].setRadius(10);
    pArray[1].setRadius(20);
    pArray[2].setRadius(30);

    for (int i = 0; i < 3; i++)
    {
        cout << pArray[i].getArea() << endl;
    }

    // 포인터 p에 배열의 주소값 설정
    Circle *p = pArray;
    for (int i = 0; i < 3; i++)
    {
        cout << p->getArea() << endl;
        // 다음 원소의 주소 증가
        p++;
    }

    // 각 객체의 소멸자 ~Circle() 실행
    // 객체 배열 반환
    delete[] pArray;
}

/*
생성자 실행 radius = 1
생성자 실행 radius = 1
생성자 실행 radius = 1
314
1256
2826
314
1256
2826
소멸자 실행 radius = 30
소멸자 실행 radius = 20
소멸자 실행 radius = 10

- 객체 배열의 동적 생성 및 반환
객체 배열의 동적 생성과 생성자
클래스이름 *포인터변수 = new 클래스이름 [배열 크기];

new 를 이용하여 동적으로 배열을 생성할 때, 매개 변수 있는 생성자를 직접 호출할 수는 없다
배열을 각 원소 객체로는 초기화할 수 있다

- 객체 배열의 사용
동적으로 생성된 객체 배열은 객체 배열처럼 사용된다

- 배열의 반환과 소멸자
delete 연산자를 이용하여 동적으로 할당받은 배열을 반환하는 형식
delete [] 포인터변수;

delete는 배열을 반환하기 직전, 배열의 각 원소 객체의 소멸자를 진행한다
소멸자의 실행 순서는 생성의 반대 순서이다
*/