[C++] 함수 객체, 템플릿, 콜백 함수

함수 객체

함수 객체(Functor), 함수처럼 동작하는 객체

함수 포인터의 단점이 있었다. 그 시그니처와 동일하지 않은 함수는 사용할 수 없다는 점이다.

또, 상태를 가질 수 없다는 점이 단점이다.

클래스에는 데이터와 함수를 동시에 가질 수 있다. hp가 100 이라면 100이라는 상태를 가지고 있는 것이다.

 

함수처럼 동작 하는 객체가 함수 객체이다.

() 연산자 오버로딩이 필요하다.

#include <iostream> 
using namespace std;

class Func
{
public:
	void operator()()
	{
		cout << "Test" << endl;
	}
	void operator()(int num)
	{
		cout << "Test num" << endl;
	}

public:

};


int main()
{
	Func func;
	func();
    return 0;
}

이런식으로 연산자를 오버로딩을 해서 객체를 함수처럼 사용하는 것이다.

예시 들자면

MMO 에서 함수 객체를 자주 사용하는데 클라이언트와 서버랑 통신을 계속 할 것이다.

서버는 클라가 보내준 네트워크 패킷을 받아서 처리한다.(클라 : 나 (5,0) 좌표로 이동시켜줘)

다만 서버에 패킷을 너무 많이 들어오면 버벅이게 될텐데 순차적으로 처리할게 될 것이다. 이를 객체를 만들어 처리할 수 있다.

#include <iostream> 
using namespace std;

class MoveTask
{
public:
	void operator()()
	{
		// TODO
		cout << "해당 좌표로 이동" << endl;
	}
	

public:
	int _playerId;
	int _posX;
	int _posY;
};


int main()
{
	// 이동 요청
	// 5 , 0 의 좌표로 플레이어 100번을 옮겨라!
	// 라는 명령이 들어옴
	MoveTask task;
	task._playerId = 100;
	task._posX = 5;
	task._posY = 0;
	

	// 나중에 순차적으로 처리하며 여유가 될 때 일감을 실행
	task();
    return 0;
}

이를 커맨드 패턴이라고 부르기도 한다.

템플릿 기초(함수 템플릿)

C++에서 템플릿은 가장 어려운 부분이라고 말할 수 있다.

템플릿은 무엇인가? 함수나 클래스를 찍어내는 툴이다.

 

함수 템플릿

만약 우리가 정수를 매개변수로 받아 로그를 출력하는 함수를 만들었다고 해보자. 만약 정수가 아닌 다른 값을 출력 

한다고 해보자. 그렇게되면 그 값에 맞는 함수 오버로딩을 해야할 것이다. 그렇다면 함수가 무진장 많이 나타나게 될 것 이다.

 

이때 사용이 가능한게 템플릿이다.

#include <iostream> 
using namespace std;

template<typename T> 
void Print(T a)
{
	cout << a << endl;
}


int main()
{
	Print(2);
	Print("asd");

    return 0;
}

템플릿 함수가 되게 특별한게 아니라 그냥 컴파일러가 알아서 함수를 여러개 만들어 주는것이다.

또한 다른 방식으로도 사용 가능하다.

#include <iostream> 
using namespace std;

template<typename T> 
void Print(T a)
{
	cout << a << endl;
}

template<typename T>
T Add(T a, T b)
{
	return a + b;
}

// 2개 이상 있는 경우
template<typename T1, typename T2>
void Print(T1 a, T2 b)
{
	cout << a << " " << b << endl;
}
int main()
{
	float a = Add(1.2f, 1.3f);
	Print("aasd", 123);
    return 0;
}

템플릿 특수화

특정 템플릿을 강제화 할 수 있다. 예를 들어 템플릿 화 되어 있는 함수를 따로 필요한 경우 빼고 싶은 경우에 다음과 같이 작성해서 Knight만 처리할 수 있다.

template<>
void Print(Knight k)
{
	cout << k._hp << endl;
}

template<typename T> 
void Print(T a)
{
	cout << a << endl;
}

 이 경우에 우리가 Print를 호출할 때 매개변수로 Knight를 넣어주게되면 윗 버전이 출력하게된다.

 

템플릿 기초(클래스 템플릿)

함수 템플릿에서 나왔던 내용이 거의 다 적용된다.

#include <iostream> 
using namespace std;

class RandomBox
{
public:
	int GetRandom()
	{
		int random = rand() % 10;
		return _data[random];
	}

private:
	int _data[10] = { 1,2,3,4,5,6,7,8,9,10 };
};


int main()
{
	srand((unsigned int)(time(nullptr)));
	RandomBox rb;
	cout << rb.GetRandom();
    return 0;
}

만약 이런 경우에 random한 값이 int가 아니라 다른 형식이라면 또 다른 클래스를 파야한다. 되게 불편하기 때문에 이걸 템플릿을 사용해서 처리할 수 있다.

#include <iostream> 
using namespace std;
template<typename T>
class RandomBox
{
public:
	T GetRandom()
	{
		int random = rand() % 10;
		return _data[random];
	}

private:
	T _data[10] = { 1,2,3,4,5,6,7,8,9,10 };
};


int main()
{
	srand((unsigned int)(time(nullptr)));
	RandomBox<int> rb;
	cout << rb.GetRandom();
    return 0;
}

템플릿 특수화 역시 class에도 동시에 적용할 수 있다.

 

콜백 함수

Callback의 뜻에는 다시 호출하다, 역으로 호출하다 등이 있다. 

게임을 만들 때 이런 콜백의 개념이 자주 등장한다.

어떤 상황이 일어나면 -> 이 기능을 호출해줘. 등이다.

ex ) UI 스킬 버튼을 누르면 -> 스킬을 쓰는 함수를 호출해줘! 

 

우리가 이전 포스팅에서 Item을 찾는 것을 함수포인터를 사용해 작성해봤다. 그리고 그것의 한계는 명확했다. 상태를 저장할 수 없기 때문이다.

#include <iostream> 
using namespace std;
class Item
{
public:
	Item() : _itemId(0), _rarity(0), _ownerId(0)
	{

	}

public:
	int _itemId;
	int _rarity;
	int _ownerId;
};
class FindByOwnerId
{
public:
	bool operator()(const Item* item)
	{
		return (item->_ownerId == _onwerId);
	}

public:
	int _onwerId;
};
class FindByRarityId
{
public:
	bool operator()(const Item* item)
	{
		return (item->_rarity == _rarity);
	}

public:
	int _rarity;
};
// 아이템 찾기
template<typename T>
Item* FindItem(Item items[], int itemCount, T selector)
{
	for (int i = 0; i < itemCount; i++)
	{
		Item* item = &items[i];

		// 조건 체크
		if(selector(item))

			return item;
	}
	return nullptr;
}


int main()
{
	Item items[10];
	items[3]._ownerId = 20;
	items[8]._rarity = 3;

	FindByOwnerId f1;
	f1._onwerId = 20;

	FindByRarityId f2;
	f2._rarity = 3;

	FindItem(items, 10, f1);
	FindItem(items, 10, f2);
    return 0;
}

이렇게 해서 함수 포인터만의 단점을 템플릿과 함수 객체로 전부 처리할 수 있게 된다.