template _ class template, function template, explicit instantiation

template

• 템플릿 매개 변수에 대해 제공하는 인수를 기반으로 컴파일 시간에 일반 형식 또는 함수를 생성하는 구문

• 함수 또는 클래스에 사용되는 자료형이, 특정 자료형에 의존하지 않게 할때 쓰임 ( Generic Programming )

• 여러가지 자료형에 대해서 비슷한 코드를 반복해서 작성하는 것을 방지해줌

 

 

함수 템플릿

"template <typename T>" 또는 "template<class T>" 를 함수위에 한줄 작성, 여기서 T는 자료형으로 매크로(#define)처럼 치환될 타입이름, 아직 정해지지 않은 타입이름이다, 많이 쓰이는 이름으로 T가 쓰인다, 꼭 T를 쓰지 않고, T1, T2 등으로 써도 컴파일된다. 

T가 매개변수의 타입으로도 쓰일수 있고, 함수 스코프 안에서 자유롭게 T를 사용할 수 있다

T는 함수 호출할때 , 함수이름<자료형>(); 이런식으로 미리 정해서 호출할 수도 있고

정하지 않고도 81번라인~ 85번라인의 코드처럼 함수를 호출 해도 템플릿 코드가 동작한다.

74번 라인의 경우, OutputType<int>(); 는 T가 int로 치환된것이다

int, float 말고도 사용자 정의 자료형(class)이 들어갈 수 있다.

 

주의

사용자 정의 자료형을 함수 템플릿의 T로 쓸때 주의할 점은 함수 안에서 비교, 산술 등등의 연산자를 사용하는 경우 사용자가 정의한 클래스에 연산자 오버로딩이 되있어야 한다.

그렇지 않을 경우 error C2676 이 발생 한다

※error C2676 이란? https://docs.microsoft.com/ko-kr/cpp/error-messages/compiler-errors-2/compiler-error-c2676?view=vs-2019

 

IsSame을 실행 할 수 있게 MyClass에 == 연산자 오버로딩을 해주고, int 형 멤버 변수를 만든뒤, 생성자로 기본값을 설정해야 선언 할 수 있게 만들었다

정상 작동하는걸 볼 수 있다, 즉 template 함수에 내가 만든 클래스형을 인자로 호출 할때는 함수 안에서 연산자를 쓰는지 여부를 잘 파악해야 하며, 연산자를 쓴다면 연산자 오버로딩이 필요하다.

 

 

 

또한 위처럼 typename을 여러 개 둘 수 있다.

 

 

클래스 템플릿

클래스를 디자인할때 템플릿을 사용할 수 있다,

단 클래스 선언시에 클래스옆에<자료형>을 붙여서

어떤 자료형이 오게 될지를 먼저 정해줘야 한다.(Template은 컴파일 시간에 동작하기 때문에)

 

또한 템플릿 클래스의 메소드(멤버 함수)들은 T를 자유롭게 사용할 수 있다.

tem2의 T는 float로 정해졌기 때문에 tem2의 메소드 Output2 인자로 float를 요구하는 걸 볼 수 있다.

 

 

주의

template 클래스에서는 위와 같이 헤더파일과 .cpp 파일 분리를 해도, 원활한 분리가 되지 않는다.

빌드를 하면 아래와 같은 링크 에러가 발생한다.

error LNK2019 가   발생했다 .

 

 

원인

헤더 파일을 .cpp 파일에 include 하게 되면 헤더파일의 내용을 cpp 파일의 맨앞부터 복사 해서 붙여놓은 것과 같다, 컴파일은 .cpp파일에서 하게 되어있다. 필요한 함수 또는 변수 선언이 있다면 헤더파일에서 찾는것이다.

그래서 Template_2_main.cpp 파일의 경우 6번라인에 있는 클래스 CTemplate 을 "CTemplate.h" 파일에서 찾은뒤 T를 int 로 치환해서 instance를 생성한다

문제는 Output 함수의 body를 컴파일 할때는 CTemplate.cpp에서 컴파일을 하는데

CTemplate.h 만 include 한 CTemplate.cpp 파일의 경우 main 함수에서 int 를 T로 정했다는 걸 알 수가 없다. 즉 CTemplate.cpp 에 T를 쓰는함수들은 여전히 동일하게 T인것이다.

그래서 Output 함수를 컴파일 할때 T를 int 로 치환을 안하게 된다

 

해결책

explicit instantiation

CTemplate.cpp 파일에 위와 같이 explicit instantiation(명시적 인스턴스화)을 해주면 된다.

 

explicit instantiation 하는법

 

template 클래스이름<특정자료형>::함수이름(특정자료형 매개변수이름) ;