[C++] 함수 포인터

STL의 공부하기 위헤서 필수적으로 알고 있어야한다.

함수 포인터

포인터는 주소를 담는 바구니 이다. int* pointer = &a; 포인터라는 것을 알려주기 위해  * 를 사용하고 변수 이름은 pointer 이다. 데이터 타입은 int인 것이다.

지금까지 우리가 사용한 데이터 타입은 기본 타입 들과 우리가 제공한 class 나 struct 등을 사용했지만 이것 이외에도

바로 함수 타입이다

#include <iostream> 
using namespace std;

int Add(int a, int b)
{
	return a + b;
}

int main()
{
	// 함수 포인터
	// int 2개를 받아 int 하나를 반환하는 시그니처 함수
	typedef int(FUNC_TYPE)(int, int);

	// 1) 포인터			*
	// 2) 변수 이름		fn
	// 3) 데이터 타입	함수 (인자는 int, int , 반환은 int)
	FUNC_TYPE* fn;

	// Add 함수를 호출해라 => 함수의 주소 위치로 jmp 해라!
	// 즉 함수라는 것도 별거 없이 그냥 함수가 정의되어 있는 위치가 있고
	// 그 위치로 코드를 이동시켜 실행해라 라는것.
	// 함수의 이름은 함수의 시작 주소를 가짐 (배열과 유사)
	int result = Add(1, 2);

	// 시그니처가 동일한 함수를 받을 수 있다.
	// 이게 함수 포인터이다.
	fn = Add;

	int result2 = fn(1, 2);
	cout << result2 << endl;

	// 함수 포인터는 * 붙여도 함수 주소!
	int result3 = (*fn)(1, 2);
	cout << result3 << endl;
    return 0;
}

그렇다면 의문이 든다. 왜 굳이 한번 더 걸쳐서 호출을 해야할까??

만약 시그니처가 비슷한 함수 Sub이 있다고 해보자.

#include <iostream> 
using namespace std;

int Add(int a, int b)
{
	return a + b;
}
int Sub(int a, int b)
{
	return a - b;
}
int main()
{
	typedef int(FUNC_TYPE)(int, int);
	FUNC_TYPE* fn;

	// 시그니처가 동일한 함수를 받을 수 있다.
	// Add를 사용하는 함수 전부 다 Sub로 한번에 바꿀 수 있다.
	fn = Sub;

	int result2 = fn(1, 2);
	cout << result2 << endl;

	// 함수 포인터는 * 붙여도 함수 주소!
	int result3 = (*fn)(1, 2);
	cout << result3 << endl;
    return 0;
}

이렇게 Add를 사용하는 함수를 sub로 한번에 수정이 가능하다. 물론 이것만 보면 에이 그건 수정하면 되지. 그 전 노력이 더 귀찮게 하는거 같은데? 라는 생각이 든다.

 

더 직관적으로 사용하는 예시를 생각해보자.

Item 이라는 클래스가 있고 여러 데이터를 들고 있다고 해보자.

그리고 아이템을 찾는 함수가 있다고 해보자.

class Item
{
public:
	Item() : _itemId(0), _rarity(0), _ownerId(0)
	{

	}

public:
	int _itemId; 
	int _rarity;
	int _ownerId;
};

// 아이템 찾기
Item* FindItem(Item items[], int itemCount)
{
	for (int i = 0; i < itemCount; i++)
	{
		Item* item = &items[i];

		// TODO 조건
		// 
	}
}

우리가 회귀도에 따라서 아이템을 찾고 싶다면 저 조건에 희귀도를 체크할 것이다. 그런데 만약 id로 찾고 싶다면?? 주인의 id로 찾고 싶다면?? FindItemByItemId 함수를 하나 더 만들어야할 것이다. 계속 복붙 복붙을 하게 될것이다. 즉 코드가 되게 길어지고 공통적인 부분이 늘어나게 된다.

심지어 코드를 한군데에 추가하면 다른 함수도 추가해 줘야하는 귀찮은 작업을 해야한다.

 

그걸 해결하기 위해 매개변수로 어떤 동작을 넣어주면 되지 않을까 라는 생각이 된다.

#include <iostream> 
using namespace std;

class Item
{
public:
	Item() : _itemId(0), _rarity(0), _ownerId(0)
	{

	}

public:
	int _itemId; 
	int _rarity;
	int _ownerId;
};

// 아이템 찾기
Item* FindItem(Item items[], int itemCount, bool(*selector)(Item* item))
{
	for (int i = 0; i < itemCount; i++)
	{
		Item* item = &items[i];

		// TODO 조건
		if (selector(item))
		{
			return item;
		}
	}
}
bool IsRareItem(Item* item)
{
	return item->_rarity >= 2;
}
int main()
{
	Item items[10] = {};
	items[3]._rarity = 3;

	Item* raraitem = FindItem(items, 10, IsRareItem);
    return 0;
}

이런 식으로 Rare 뿐만 아니라 특정 함수(행동)를 매개변수로 넣어서 작동 할 수있다. 물론 이 문법 자체는 엄청 좋다고는 할 수 없다.

이것을 한방에 처리할 수 있는 문법을 나중에 배울 것이다.

 

함수 포인터 심화

우리가 위에서 다룬 함수 포인터는 반쪽짜리에 불과하다. 위 문법으로 [전역변수/ 정적함수] 만 담을 수 있다.(호출 규약이 동일한 애들)

#include <iostream> 
using namespace std;

class Knight
{
public:
	int GetHp()
	{
		cout << "GetHp()" << endl;
		return _hp;
	}

private:
	int _hp = 100;
};


int main()
{

	int(*fn)() = GetHp;

    return 0;
}

 아무리 해도 GetHp를 담는 곳에서 컴파일 에러가 나는 모습을 볼 수 있다. GetHp는 멤버함수이기 때문이다. GetHp는 멤버함수 이기 때문에 특정 객체를 넘겨주는 규약이 존재한다.

따라서 이렇게 구현이 가능하다.

int main()
{
	Knight k1;
	int(Knight::*fn)() = &Knight::GetHp;

	(k1.*fn)();

	Knight* k2 = new Knight();
	(k2->*fn)();
    return 0;
}

 

지금은 무슨 얘기인지 잘 몰라도 나중에 STL 등에서 나오기 때문에 알아만 두자.

나중 C++ 11 에서도 using으로 등장하니까 알아두자!