1. 가상 함수의 개념
가상 함수는 객체 지향 프로그래밍에서 함수의 동작을 다형성으로 개선하는 효과적인 기법이다. 다형성은 객체 지향 프로그래밍의 핵심 원칙 중 하나로, 같은 이름의 메소드를 서로 다른 방식으로 정의하고 사용할 수 있다는 개념이다.
가상 함수는 기본 클래스에서 선언되며, 파생 클래스에서 재정의될 수 있다. 이 때, 기본 클래스에서 가상으로 선언된 함수는 파생 클래스에서 다른 동작을 수행할 수 있도록 한다. 이를 통해 다형성을 구현할 수 있으며, 동일한 함수 호출 코드에 대해 다른 파생 클래스에서 오버라이딩된 함수가 실행되게 된다.
가상 함수는 객체 지향 프로그래밍에서의 상속과 밀접한 관련이 있으며, 기본 클래스와 파생 클래스 간의 연결을 형성하는 데 중요한 역할을 한다. 파생 클래스에서 기본 클래스의 가상 함수를 재정의함으로써, 기능을 확장하거나 수정할 수 있다. 이를 통해 코드의 재사용성과 유지보수성을 향상시킬 수 있다.
2. 가상 함수의 선언과 정의
가상 함수는 함수의 선언과 정의 시 특별한 키워드인 virtual을 사용하여 표시된다. 기본 클래스에서 가상 함수를 선언할 때는 함수 원형 앞에 virtual 키워드를 추가한다. 기본 클래스에서 가상 함수를 정의할 때는 함수 정의 앞에도 virtual 키워드가 포함되어야 한다.
class Base {
public:
virtual void virtualFunction(); // 가상 함수 선언
};
void Base::virtualFunction() {
// 가상 함수 정의
}파생 클래스에서 가상 함수를 재정의할 때는 override 키워드를 사용하여 표시한다. 이는 C++11부터 도입된 기능으로, 컴파일러에게 해당 함수가 기반 클래스의 가상 함수를 재정의하는 것임을 알려주는 역할을 한다.
class Derived : public Base {
public:
void virtualFunction() override; // 가상 함수 재정의
};
void Derived::virtualFunction() {
// 가상 함수 재정의
}기본 클래스의 가상 함수는 기본 클래스와 파생 클래스 사이의 다형성을 가능하게 하는 중요한 기능으로 작용한다. 파생 클래스에서 재정의된 가상 함수는 기본 클래스의 가상 함수를 대체하여 다른 동작을 수행할 수 있다. 이로써 동일한 이름과 인터페이스를 가진 함수에 대해 여러 가지 동작을 구현할 수 있는 다형성을 구현할 수 있다.
3. 가상 함수를 사용하는 이유
가상 함수를 사용하는 주요한 이유는 다형성(polymorphism)을 구현하기 위해서이다. 다형성은 객체 지향 프로그래밍의 핵심 개념 중 하나로, 같은 이름의 메소드를 서로 다른 방식으로 정의하고 사용할 수 있는 능력을 의미한다.
가상 함수를 사용하면 기본 클래스와 파생 클래스 사이에 연결을 형성할 수 있으며, 파생 클래스에서 기본 클래스의 가상 함수를 재정의함으로써 동일한 이름과 인터페이스를 가진 함수에 대해 다른 동작을 수행할 수 있다.
가상 함수의 사용은 코드의 재사용성과 유지보수성을 향상시킬 수 있다. 기본 클래스에서 공통적인 기능을 구현하고, 파생 클래스에서 수정이 필요한 부분만 재정의하여 사용할 수 있다. 또한, 가상 함수를 사용하면 기본 클래스의 포인터나 참조 변수를 사용하여 파생 클래스의 객체를 다룰 수 있다. 이는 객체를 일반화하기 위해 사용하는 상위 클래스의 객체를 구체화하기 위해 사용하는 하위 클래스의 객체로 대체할 수 있다는 장점을 가지며, 이를 다형성을 통해 구현할 수 있다.
가상 함수의 동작은 동적 바인딩이라는 메커니즘에 의해 관리된다. 동적 바인딩은 프로그램 실행 중에 실제로 호출할 함수를 결정하는 것으로, 호출하는 객체에 따라 실행될 함수가 달라질 수 있다. 이는 실행 시점에 객체의 타입을 확인하여 적절한 함수를 호출하기 때문에, 다형성을 실현할 수 있다.
따라서, 가상 함수를 사용하여 다형성을 구현하면 코드를 더 유연하게 만들 수 있으며, 객체 지향 프로그래밍의 중요한 개념으로써의 장점을 활용할 수 있다.