Inheritance

Inherence

전체적인 구조

상속이 필요한 이유

상속은 매우 유용하다. 13. Class & Object & Constructor 글을 다시 기억해보자.

우리가 클래스를 사용하는 이유는, 쉽게 말해, 어떤 물체를 정의해서 사용하는 것이 더 합리적이라는 판단이 들어서 이다.

함수만 가지고서 무언가를 만들기 보다는, 내가 물건을 정의하고 그 물건들을 실제로 만든뒤, 물건들로 다른 활동을 하는 것이 보다 쉽기 때문이다.

이전에 사용했던 사진을 다시 사용해보면,

간단하게 이렇게 정의할 수 있다. 물체를 정의하기 위해 만들어진 것이 클래스, 그 클래스를 기반으로 만들어질 대상이 객체, 실제로 만들어져 구체화 된 물체를 인스턴스라 부른다.

그럼, 상속의 개념은 왜 필요할까? 위의 클래스 예시에서 리모컨 설계도는 굉장히 다양할 수 있다.

TV 리모컨, 차 리모컨, 에어컨 리모컨.. 이렇게 다양한 리모컨이 있지만, 이녀석을 세상에 존재하는 하나의 물건(인스턴스)로 구현하기 위해서는, 각자에 맞는 설계도(Class)가 따로 필요하다.

하지만 이녀석들이 가지는 근본적인 특성은 모두 동일하다. 이 설계도(Class)를 만들 때 있어서 보다 큰 집합 개념을 도입하면 어떨까? 더 큰 클래스에서 가지는 특성을 변형해서 다른 클래스를 만들면 어떨까?

이것이 바로 상속 이다.

이렇게 부모 클래스로 부터 파생된 다른 녀석들을 만들어 가져다 쓸 수 있다.

따라서 부모클래스는 자식클래스의 내용을 반드시 가질 수 밖에 없다. 그렇기 때문에 부모 클래스가 (A) 이고, 부모클래스로 부터 만들어진 파생 클래스가 (A’) 라 했을 때, 각각의 클래스로 부터 만들어진 객체가 (a, a’)이라 하면, 할당이 가능한 방법은 하나뿐이다.

a = a';		// 가능
a' = a;		// 불가능

이렇게 부모는 자식의 내용을 일부 가지고 있기 때문에, 없는 변수나, 함수에 관해서는 무시하고 있는 값만 할당 받으면 되지만,

자식 클래스에 부모클래스의 값은 할당 할 수 없다.

자식 클래스가 가지는 변수는 부모클래스가 가지고 있지 않기 때문에 어떤 값을 할당 받아야하는지 모호해지기 때문이다.

Base 와 Derived 간 상속관계

Summary

• Base : Private → 사용 불가
• Base : Protected → Private
• Base : Public → 상속 타입에 따라 변화!

Example 1

 
#include <iostream>
 
using namespace std;
 
class Base {
public:
    void print_base() { cout << "Base" << endl; }
};
 
class Derived : private Base{ // Base를 Private으로 받으니,
    						  // 이 클래스 내에서는 모두 Private으로 받는다.
// 따라서 지금은 적혀 있지 않지만, 이 클래스의 private는 Base 클래스가
// 가지는 public내의 변수와 함수를 갖는다.
    
public:
    void print_derived() {
        Base::print_base();	// 그렇기 때문에 여기서 Base 클래스의 함수를 사용할 수 있다.
        					// private이니까!
        cout << "Derived" << endl; }
};
 
 
int main(){
 
    Base base;
    Derived derived;
 
    base.print_base();
    //derived.print_base();  이 부분은 에러가 뜬다. 
    					 //	Derived 클래스에서는 print_base 함수가 Private 이다.
    derived.print_derived();
 
    return 0;
}
 
 
 
 

Output
Base
Base
Derived
Program ended with exit code: 0

Initialize List의 중요성

지금까지 위에서 클래스를 상속하는데 있어 기존 클래스에서 정의된 속성과, 파생 클래스에서 어떤 방식으로 상속을 받는지에 따라 사용할 수 있는 범위가 제한됨을 배웠다.

그런데, 보통 우리는 클래스를 작성할 때, Private에 이 클래스가 가지는 변수들을 정의하여 사용한다.

그렇기 때문에 내가 파생클래스를 작성 할때, 상속 속성을 Public 으로 준다고 하더라도, Private에 작성된 녀석은 사용할 수가 없다.

따라서 내가 만든 파생 변수가 기존의 클래스를 따와서 같은 변수들을 넣어줘야 함에도 그 변수에 접근할 수가 없다 는 문제가 발생한다.

이 때, Initialize List가 중요한 이유가 나온다. 예제를 통해 알아보자.

Example

#include <iostream>
#include <string>
 
using namespace std;
 
// 부모 클래스의 생성자를 Public에 정의했다.
class Text{
private:
    string text;
public:
    Text(string _t) : text(_t) {}
};
 
// 파생 클래스에서는 부모 클래스를 받아, 추가적인 기능을 구현하도록 한다.
// 이 때 부모클래스의 Private는 파생클래스에서 직접적으로 사용할 수 없다.
class FancyText: public Text{
private:
    // string text; 이 변수는 파생클래스에서 직접적으로 사용할 수는 없다.
    // 하지만 상속 받았기 때문에 이 변수는 파생 클래스에서도 중요한 역할을 할 것이다.
    // 그렇다면 파생 클래스를 선언할 때, 이 변수를 어떻게 받을 수 있을까?
    string left_brac;
    string right_brac;
    string connector;
 
public:
    // 정답은 파생 클래스에서 생성자를 호출할 때, Initialize list를 사용하면 되는데,
    // 사용자로 부터 초기값을 받을때, 그 값을 initialize list의 인자로 넘겨준다.
    // 위의 부모 클래스의 생성자를 보게되면, Public으로 선언되었기 때문에,
    // 파생 클래스에서 이 생성자를 가져다가 사용할 수 있다!!
    FancyText(string _t, string _lb, string _rb, string _con):
    Text::Text(_t), left_brac(_lb), right_brac(_rb), connector(_con){
    }
    // Text::Text(_t) 이 부분이 부모클래스의 생성자를 호출한 부분이다.
    // 따라서 우리는 private로 선언되어 있는 부모클래스의 속성 부분을
    // 간접적으로 생성자를 호출함으로써 초기화에 성공했다.
};
 
 
class FixedText : public Text{
public:
    FixedText() : Text::Text("FIXED"){}
    // 생성자를 호출할 수 있게 해준다는 것이 initialize list의 엄청난 장점!!!!
};

function overloading

이름만 같은 함수를 의미한다. 입력 파라미터의 자료형, 입력 파라미터의 갯수, 출력파라미터의 자료형 등, 아무 상관이 없다.

하지만 함수 이름을 동일하게 작성했기 때문에 아마도 본질적으로 수행하는 내용은 동일 할 것이다.

따라서, 함수 오버로딩은, 하는 행동, 본질(A)이 동일한 녀석 이라고 생각하면 된다.

결국 같은 이름의 다른 함수들이 쌓이고 있기 때문에 우리는 function overloading 이라 한다.

int    sum(int x, int y), 
double sum(double x, double y)
float  sum(float x, float y, float z)

function overriding

함수 오버라이딩은 상속의 특수한 경우에 해당되는데, base 클래스의 함수로 부터 상속받아 구체적이거나, 혹은 이 클래스에 맞는 방식으로 함수를 재정의 할 때 사용한다.

즉, 같은 이름, 또 같은 입력파라미터를 받으나, 함수내의 작동에 있어서 함수 오버로딩 처럼 (A)의 본질을 따르기 보다는,

A’ 혹은 B 와 같이 변경이 있을 수 있다. 상속을 받아 이녀석의 내용을 변경하고 있으므로, 원래 클래스의 함수에 내가 원하는 내용을 추가 혹은 올라타 고 있다.

따라서 function overriding 이다.

Virtual, override

우리는 함수 오버로딩을 할때, 부모 클래스로 부터 자식 클래스로 갈때, 변경될 수 있다는 것을 명시해주기 위해 Virtual 이라는 단어를 명시해주었다.

또 자식클래스에서는 부모클래스로 부터 받았다는 것을 알려주기 위해 override 라는 단어를 사용한다.

사실 프로그램을 구동하는데는 문제가 없다. 하지만,

1. 유지보수
2. Polymorphism (다형성)

을 위해 필수적이니 명시적으로 작성해주는 것을 습관들이자.

소스코드 총 정리

#include <iostream>
#include <string>
 
using namespace std;
 
class Text{
private:
    string text;
public:
    Text(string _t) : text(_t) {}
    
    // 이 함수는 가상이며, 파생클래스에서 구체화 될것을 명시한다.
    virtual string get(){ return text;}
    virtual void append(string _extra) {text += _extra; }
};
 
class FancyText: public Text{
private:
    string left_brac;
    string right_brac;
    string connector;
public:
    FancyText(string _t, string _lb, string _rb, string _con):
    Text::Text(_t), left_brac(_lb), right_brac(_rb), connector(_con){
    }
	
    // 부모 클래스로 부터 override 된 함수임을 명시해준다.
    string get() override { return left_brac + Text::get() + right_brac; }
    void append(string _extra) override{
            Text::append(connector + _extra);
        // 이 함수내용을 작성하는데 있어, text = text + connector + _extra;
        // 이렇게 쓸 수 없다. 부모클래스의 text는 private로 선언되어 있기 때문이다.
        // 그렇기 때문에 우리는 부모클래스에 정의된 public 특성의 함수로 접근해서 작성해야 한다.
        }
};
 
class FixedText : public Text{
 
public:
    FixedText() : Text::Text("FIXED"){}
    void append(string _extra) override{
        // no operation
    }
};
 
 
 
int main(){
 
    Text t1("Plain");
    t1.append("A");
    cout << t1.get() << endl;
 
 
    FancyText t2("Fancy", "<<", ">>", "***");
    t2.append("A");
    cout << t2.get() << endl;
 
    FixedText t3;
    t3.append("A");
    cout << t3.get() << endl;
 
//    t1 = t2; // 자식 클래스 내용은 부모에 넣을 수 잇음
//    t2 = t1;    // 반대는 안댐
//    return 0;
//}

Output
PlainA
<<Fancy***A>>
FIXED
Program ended with exit code: 0

Reference

• 13. Class & Object & Constructor