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0. 시작하기

• 맥 운영체제(OSX)에서 작성하였습니다.
• IDE는 VScode를 사용하였습니다. ( 사용법 => https://youngq.tistory.com/category/IDE/VScode)
• 모든 코드는 https://github.com/yekyu94 에 업로드 됩니다.

1. 메모리 구조

C, Java와 같은 언어를 이용한 프로그래밍에 익숙하다면 많이 들어봤고 잘 알고있을 내용일 겁니다.

[ Code, Data, Stack, Heap ] 이라는 3개의 공간에 대해서 간단히 언급 정도하겠습니다. (알고있다면 넘어가도 좋습니다.)

프로그램은 운영체제에 의해서 관리되는 메인 메모리(Ram)의 일부를 할당받아 사용하게됩니다. 프로그램을 사용하는 사용자는 잘 모르지만, 프로그래머가 생성한 변수들은 코드에 따라 할당받은 메모리 이곳저곳에 저장되게됩니다.

무질서하게 배치되는 것은 아닙니다. 위에서 언급한 [ Code, Data, Stack, heap ] 이라는 영역에 적절하게 배치되는데요. 쉽게 본다면 아래와 같습니다.

• Code 영역 : 말 그대로 실행할 코드가 저장되어있는 영역입니다. (기계어 형태로 존재합니다.)
• Data 영역 : 전역변수, Static변수 들이 저장됩니다.
• Stack 영역 : 지역변수, 매개변수들이 저장됩니다.
• Heap 영역 : malloc 함수 등에 의해서 동적으로 할당되어 사용되는 영역입니다.

위의 내용이 중요하지 않다고 생각할 수 있지만, 앞으로 클래스(객체지향), 동적할당 등에 대해서 다루다보면 이러한 메모리 구조를 몰라서 발생하는 문제들을 겪을 수 있습니다.

때문에 앞으로 다루는 포스터에서 위의 메모리 영역에 대한 언급이 있을 수 있기 때문에 앞서 간단히 다루고 넘어가는 것입니다.

2019/01/03 - [프로그래밍/C언어] - C언어 메모리 구조 - 실제 메모리로 확인하기 (1/3)

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1. 네임스페이스 란?

직역하면 '이름 공간'이라는 의미인, NameSpace는 다소 생소한 개념일 수 있습니다.

네임스페이스는 변수/함수등을 유관함 하나의 집합으로 묶어 프로젝트간 발생할 수 있는 변수/함수명의 중복등의 문제를 해결할 수 있게해줍니다.

단순하게 생각한다면, 기존 변수/함수명 앞에 새로운 변수를 붙여주는 것과 큰 차이가 없지 않는가? 라고 생각할 수 있지만, 여러사람이 프로젝트를 진행할 때, 각자가 독립적인 네임스페이스에서 작업을 한다면, 자신의 작업공간이 어디서부터 어디인지 정확하게 알 수 있으며, 용도에 따라 네임스페이스를 구분한다면, 코드를 수정하고 확인할 때, 쉽게 원하는 부분을 탐색할 수 있습니다.

위와같은 이유로 네임스페이스를 적절하게 사용한다면 프로젝트 진행에 있어서 불필요하게 발생할 수 있는 문제들을 효율적으로 해결해줄 수 있습니다.

2. 샘플코드 ( CPP/Namespace1.cpp )

말로 설명하는 것보다 한번 코드로 확인하는게 더 좋겠죠.

#include <iostream>

namespace name1{
    int i = 10;
    void out(){
        std::cout << "namespace 1 의 out함수" << std::endl; 
    }
}

namespace name2{
    int i = 20;
    void out(){
        std::cout << "namespace 2 의 out함수" << std::endl; 
    }
}


int main(void){
    std::cout << (name1::i) << std::endl;
    name1::out();

    std::cout << (name2::i) << std::endl;
    name2::out();

    return 0;
}

위의 예제는 동일한 변수/함수명을 갖고있는 네임스페이스를 다루고있습니다.

main함수를 보게되면 두 개의 콜론( :: )을 이용하여 네임스페이스 내에 존재하는 변수/함수를 참조하는 것을 볼 수 있습니다.

두 개의 콜론이 네임스페이스의 함수를 갖고오는 녀석이라면 'std'라는 녀석도 네임스페이스라는 의미가 되겠죠. 즉, std라는 녀석은 내부에 cout, cin, endl같은 함수를 갖고있는 네임스페이스고, 이 내용으 iostream 이라는 헤더파일에 작성되어있다는 것을 알 수 있습니다.

실제로 iostream의 내용을 확인해보면 아래와 같이 네임스페이스 'std'에 각 함수들이 존재하는 것을 볼 수 있습니다.

2. Using ( CPP/Namespace2.cpp )

네임스페이스의 경우 네임스페이스 내부에 또 다른 네임스페이스가 존재할 수 있습니다. 이와같은 경우 name1::name2::name3::func() 형태와 같이 호출이 가능합니다. 다만, 매우 비효율적이고 불편할 수 있습니다.

또한 자주사용하는 함수들(cout,cin,endl)은 호출시마다 앞에 std라는 네임스페이스를 적어줘야하는 불편함도 있습니다.

이러한 문제를 해결해주는 것이 Using을 이용한 선언입니다.

• Using + namespace + 네임스페이스이름
• Using + 네임스페이스이름::함수명

을 통해서 네임스페이스의 모든 함수 또는 특정 함수를 코드내에서 직접 호출하여서 사용할 수 있습니다.

예제코드를 보겠습니다.

#include <iostream>
using namespace std;

namespace name1{
    int i = 10;
    void out(){
        cout << "namespace 1 의 out함수" << endl; 
    }
}

namespace name2{
    int i = 20;
    void out(){
        cout << "namespace 2 의 out함수" << endl; 
    }
}

using name1::out;

int main(void){
    cout << (name1::i) << endl;
    out();      // name1 의 out 함수

    cout << (name2::i) << endl;
    name2::out();

    return 0;
}

실행결과는 동일합니다. 다만 [using namespace std]를 통해서 'std' 네임스페이스의 함수들은, 메인함수에서 std:: 없이 사용할 수 있습니다.

또한 using name1::out을 통해서 name1의 out이라는 함수는 메인함수에서 그냥 out()을 통해서 호출이 가능하다는 차이만 있습니다.

주의할 부분은, C언어 계열의 프로그래밍 언어들은 위에서 아래로 코드를 읽어가기 때문에 using을 통해 선언해주는 부분은 네임스페이스를 선언한 이후가 되어야 한다는 것입니다.

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1. 인라인 이란? (Inline)

'인라인'이란 말그대로 라인안에 들어가는 함수라는 의미입니다.

프로그램을 수행하다가 프로그램이 함수를 만나게되면, 스택에 현재의 상태를 저장하고 프로그램의 수행위치를 함수의 시작부분으로 이동시킵니다. 그리고 반환값을 받으면 반환값을 갖고 원래의 프로그램 수행위치로 돌아오는 과정을 갖게됩니다.

하지만, '인라인'함수는 컴파일러가 해당 함수를 원래코드에 삽입해주기 때문에, 위의 [함수의 호출]과정이 생략됩니다.

쉽게말해서 빠릅니다.

때문에 빠르게 처리가 필요하고 자주 수행되는 기능의 경우 인라인처리를 하는것이 유리할 수 있습니다.

물론 단점도 있습니다.

과도하게 인라인처리를 하게되면, 불필요한 부분까지 인라인 함수가 삽입되여, 프로그램이 비대해진다는 문제가 생기게됩니다.

따라서 개발시 인라인처리를 하면 무조건 좋은 성능을 낸다라고 맹목적으로 생각하시면 안됩니다.

( 컴파일러를 전적으로 믿지 마세요. )

2. 매크로 함수 ( CPP/Macro.cpp )

C++의 인라인 함수는 C언어의 매크로 함수와 자주 비교되어 언급됩니다.

이유는 두가지 모두 코드에 삽입되는 형태로 작동하기 때문이라고 생각됩니다.

하지만, '인라인 함수'와 '매크로 함수'는 본질적으로 큰 차이가 있습니다.

이를 비교하기 위해 인라인 함수를 다루기 전에 먼저 매크로 함수를 집고 넘어가겠습니다.

메크로 함수에 대해서 말해보자면, 메크로 함수는 [전처리기]에서 작동하는 함수입니다.

따라서 아래와 같은 메크로 함수를 사용하는 코드가 있다고 보겠습니다.

#include <iostream>
#define ADD(x,y) ((x+y))

int main(void){
	std::cout << ADD(1,2) << std::endl;
    
    return 0;
}

실행하면 "3"이라는 결과를 얻을 수 있습니다.

위의 코드에서 #define 으로 명시된 부분이 매크로함수입니다. 이부분은 전처리기에서 ADD(x,y)를 ((x+y))형태로 변환시키라는 명령을 갖고있습니다. 전처리기가 위와같은 명령을 수행한 후 컴파일러로 해당내용을 전달하게됩니다.

이게 무슨 문제가 되는가?

매크로 함수는 [한글 프로그램]의 [찾아 바꾸기]기능과 큰 차이가 없습니다.

정확하게, '잘~' 사용하면 편리한 기능입니다. 하지만, 다르게 본다면 의도하지 않은 프로그램이 탄생합니다.

간순히 입력구문을 치환하는 것이기 때문에 단순한 형변환의 과정에 있어서도 위의 경우 x,y가 정수라면 int형 결과를 발생시키고, 소수라면 double이나 float형의 결과를 발생시킵니다.

위와같은 정형화되지 못한 결과가 다른 함수의 입력으로 들어갈 경우 데이터 손실 또는 프로그램 자체가 애러를 내뱉은 문제를 야기할 수 있습니다.

때문에 사실상 매크로 함수는 잘 사용하지 않습니다.

(#define pi 3.14 에만 사용합니다.)

3. 인라인 함수 ( CPP/Inline.cpp )

다음으로 인라인 함수에 대해서 다뤄보겠습니다.

인라인 함수는 매크로함수와 다르게 [컴파일러]에 의해서 처리되는 합수입니다.

컴파일러가 처리한다는 의미는 다시말해, 해당 함수가 인라인으로 처리됨에 따라 성능에 저하가 발생할 경우 컴파일러가 인라인 키워드를 무시하고 처리하는 경우도 발생할 수 있다는 뜻이기도 합니다.

예제를 한번 보겠습니다.

#include <iostream>

inline int ADD(int x, int y){
    return x+y;
}

int main(void){
    std::cout << ADD(1,2) << std::endl;

    return 0;
}

위의 함수도 실행하면 3이라는 결과를 내뱉습니다.

매크로 함수와 비교해서 본다면 확실하게 차이를 알 수 있습니다.

바로 함수의 입력으로 들어오는 인자와 반환값에 대한 정확한 데이터 타입이 정해져 있다는 것입니다.

(사실 inline 이라는 부분이 없으면 일반 함수와 차이가 없습니다.)

위와같이 데이터 타입을 정의해줌으로 매크로함수에서 발생할 수 있는 문제들을 예방할 수 있습니다.