모두의 코드
씹어먹는 C++ - <1 - 2. 첫 C++ 프로그램 분석하기>

작성일 : 2011-03-06 이 글은 41000 번 읽혔습니다.

이번 강좌에서는

  • 첫번째 C++ 프로그램 분석

  • 이름공간(namespace) 에 대한 이해

안녕하세요 여러분~ 씹어먹는 C++ 두번째 강좌 입니다. 지난번에는 아마도 여러분 인생 최초의 C++ 프로그램을 만들어 보았을 텐데요, 이번 강좌에서는 소스 코드를 따라가면서 분석을 하는 시간을 갖도록 하겠습니다.

사실, 지금 제 강좌를 보고 계시는 분들 중에서는 막 C 언어 공부를 끝내고 오신 분들도 많으실 텐데요, 무언가 초심자의 마음으로 돌아간 것 같지 않으세요?

C 언어에서 막 어려운 프로그래밍 하다가 C++ 오니 다시 맨 밑바닥 부터 화면에 출력하는 것을 하니 답답한 마음이 들 것도 같네요. 하지만 곧 놀라운 C++ 의 세계가 펼쳐질 것입니다.

#include <iostream>

int main() {
  std::cout << "Hello, World!!" << std::endl;
  return 0;
}

성공적으로 컴파일 하였다면

실행 결과

Hello, World!!

와 같이 나옵니다.

  위 코드가 바로 지난 강좌에서 사용하였던 코드 입니다. 일단 C 언어와 비슷한 점들 부터 찾아보도록 합시다. 일단 맨 위에

#include <iostream>

을 보면 아하! iostream 이라는 헤더파일을 include 하고 있구나 라는 생각이 머리속에 번뜩이셔야 합니다. 그렇지 않다면 C 언어를 다시 공부하도록 하세요! (이 강좌를 보시면 됩니다)

iostream 헤더 파일은 C++ 에서 표준 입출력에 필요한 것들을 포함하고 있습니다. 예를 들면 아래에서 사용되는 std::cout 이나 std::endl 과 같은 것들을 말이지요. C 언어에서의 stdio.h 와 비슷하다고 보시면 됩니다. (그리고 C 와 하나 다른 점은 헤더 파일 이름 뒤에 .h 가 붙지 않습니다!)

int main()

네. main 함수를 정의하는 부분 입니다. C 와 마찬가지로 C++ 에서의 main 함수는 프로그램이 실행될 때 가장 먼저 실행되는 함수 입니다.

그리고 그 함수의 몸체를 보면

std::cout << "Hello, World!!" << std::endl;
return 0;

와 같은 내용이 있네요. 화면에 대충 출력된 것을 보아 std::cout 은 화면에 무언가 출력시켜주는 것 같은데, printf 와 다르게 사용된 것을 보니 함수 같지는 않네요. 그리고 화면에 출력된 것을 대충 보면 "계속하려면 아무 키나 누르세요" 가 한 줄 개행되어서 나온 것을 보니 std::endl 은 한 줄 엔터를 쳐서 나타내라는 표시 같습니다.

그리고 마찬가지로 main 함수에서도 return 을 해주고요. 이렇게 대략 살펴보면 기존의 C 언어와 크게 다른 점은 없는 것 같습니다.

하지만 미스테리로 남아있던 부분부터 살펴보도록 합시다.

이름 공간 (namespace)

먼저 cout 앞에 붙어 있는 std 의 정체부터 알아봅시다. std 는 C++ 표준 라이브러리의 모든 함수, 객체 등이 정의된 이름 공간(namespace) 입니다.

그렇다면 이름 공간이란 것이 정확히 무엇일까요? 이름 공간은 말그대로 어떤 정의된 객체에 대해 어디 소속인지 지정해주는 것과 동일합니다.

코드의 크기가 늘어남에 따라, 혹은 다른 사람들이 쓴 코드를 가져다 쓰는 경우가 많아지면서 중복된 이름을 가진 함수들이 많아졌습니다. 따라서 C++ 에서는 이를 구분하기 위해, 같은 이름이라도, 소속된 이름 공간 이 다르면 다른 것으로 취급하게 되었습니다.

예를 들어서 같은 철수라고 해도, 서울 사는 철수와 부산 사는 철수와 다르듯이 말이지요.

std::cout

위의 경우 std 라는 이름 공간에 정의되어 있는 cout 을 의미 합니다. 만약에 std:: 없이 그냥 cout 이라고 한다면 컴파일러가 cout 을 찾지 못합니다. 서울에 사는 철수인지 부산에 사는 철수 인지 알 길이 없기 때문이지요.

이름 공간을 정의하는 방법은 아래와 같습니다. 예를 들어서 두 헤더파일 header1.hheader2.h 를 생각해봅시다.

// header1.h 의 내용
namespace header1 {
int foo();
void bar();
}
// header2.h 의 내용
namespace header2 {
int foo();
void bar();
}

위 코드에서 header1 에 있는 fooheader1 라는 이름 공간에 살고 있는 foo 가 되고, header2 에 있는 foo 의 경우 header2 라는 이름 공간에 살고 있는 foo 가 됩니다.

자기 자신이 포함되어 있는 이름 공간 안에서는 굳이 앞에 이름 공간을 명시하지 않고 자유롭게 부를 수 있습니다. 예를 들어서

#include "header1.h"

namespace header1 {
int func() {
  foo();  // 알아서 header1::foo() 가 실행된다.
}
}  // namespace header1

header1 이름 공간안에서 foo 를 부른다면 알아서 header1::foo() 를 호출하게 됩니다. 그렇다고 해서 header1 의 이름 공간 안에서 header2foo 를 못 호출하는 것은 아닌데 그냥 아래와 같이 간단하게

#include "header1.h"

namespace header1 {
int func() {
  foo();           // 알아서 header1::foo() 가 실행된다.
  header2::foo();  // header2::foo() 가 실행된다.
}
}  // namespace header1

반면에 어떠한 이름 공간에도 소속되지 않는 경우라면 아래와 같이 명시적으로 이름 공간을 지정해야 합니다.

#include "header1.h"
#include "header2.h"

int func() {
  header1::foo();  // header1 이란 이름 공간에 있는 foo 를 호출
}

하지만 만일 위 같은 foo 을 여러번 반복적으로 호출하게 되는 경우 앞에 매번 header1:: 을 붙이기가 상당히 귀찮을 것입니다.

그래서 아래와 같이 '나는 앞으로 header1 이란 이름 공간에 들어있는 foo 만 쓸거다!' 라고 선언할 수 있습니다.

#include "header1.h"
#include "header2.h"

using header1::foo;
int main() {
  foo();  // header1 에 있는 함수를 호출
}

뿐만 아니라, 그냥 기본적으로 header1 이름 공간안에 정의된 모든 것들을 header1:: 없이 사용하고 싶다면

#include "header1.h"
#include "header2.h"

using namespace header1;
int main() {
  foo();  // header1 에 있는 함수를 호출
  bar();  // header1 에 있는 함수를 호출
}

아예 위와 같이 using namespace header1 과 같이 명시하면 됩니다.

물론 이 경우 역시 header2 에 있는 함수를 못 사용하는 것은 아니고 다음과 같이 명시적으로 써주면 됩니다.

#include "header1.h"
#include "header2.h"
using namespace header1;

int main() {
  header2::foo();  // header2 에 있는 함수를 호출
  foo();           // header1 에 있는 함수를 호출
}

그렇다면 다시 원래 예제를 살펴보도록 합시다.

int main() {
  std::cout << "Hello, World!!" << std::endl;
  return 0;
}

여기서 coutendl 은 모두 iostream 헤더파일의 std 라는 이름 공간에 정의되어 있는 것들입니다. std 를 붙이기 귀찮은 사람의 경우에는 그냥

#include <iostream>
using namespace std;

int main() {
  cout << "Hello, World!!" << endl;
  return 0;
}

로 써도 됩니다.

주의 사항

참고로 using namespace std; 와 같이 어떠한 이름 공간을 사용하겠다라고 선언하는 것은 권장되지 않습니다. 왜냐하면 std 에 이름이 겹치는 함수를 만들게 된다면, 오류가 발생하기 때문이지요.

게다가 C++ 표준 라이브러리는 매우 매우 거대하므로, 정말 수 많은 함수들이 존재하고 있습니다. 자칫 잘못하다가 이름을 겹치게 사용한다면, 고치느라 시간을 많이 잡아먹을 것입니다. 게다가 std 에는 매번 수 많은 함수들이 새롭게 추가되고 있기 때문에 C++ 버전이 바뀔 때 마다 기존에 잘 작동하던 코드가 이름 충돌로 인해 동작하지 않게되는 문제가 발생할 수 있습니다.

따라서 권장하는 방식은 using namespace std; 같은 것은 사용하지 않고, std:: 를 직접 앞에 붙여서 std 의 이름공간의 함수이다 라고 명시해주는 것이 좋습니다. 또한, 여러분이 작성하는 코드는 여러분 만의 이름 공간에 넣어서 혹시 모를 이름 충돌로 부터 보호하는 것이 중요합니다.

그렇다면 cout 은 무엇일까요? 정확히 무엇인지 말하자면 ostream 클래스의 객체로 표준 출력(C 언어에서의 stdout 에 대응됩니다) 을 담당하고 있습니다.

무슨 말인지 모르겠다고요? 괜찮습니다. 이 것이 정확히 무슨 의미인지는 나중 강좌에서 알아보도록 하겠고, 그냥 다음과 같이 쓴다는 것만 알아두시면 됩니다.

std::cout << /* 출력할 것 */ << /* 출력할 것 */ << ... << /* 출력할 것 */;

그리고 endl 은 화면에 출력해주는 '함수' 입니다. 놀라셨지요? 하지만 그냥

std::cout << std::endl;

이라 쓰면 화면에 엔터를 하나 출력해주는 것으로 기억하시면 됩니다. 물론 endl 에 대해서도 나중에 다루어 보도록 하겠습니다 :)

이름 없는 이름 공간

잠깐 짚고 넘어가자면, C++ 에서는 재미있게도 이름 공간에 굳이 이름을 설정하지 않아도 됩니다.

이 경우 해당 이름 공간에 정의된 것들은 해당 파일 안에서만 접근할 수 있게 됩니다. 이 경우 마치 static 키워드를 사용한 것과 같은 효과를 냅니다.

#include <iostream>

namespace {
// 이 함수는 이 파일 안에서만 사용할 수 있습니다.
// 이는 마치 static int OnlyInThisFile() 과 동일합니다.
int OnlyInThisFile() {}

// 이 변수 역시 static int x 와 동일합니다.
int only_in_this_file = 0;
}  // namespace

int main() {
  OnlyInThisFile();
  only_in_this_file = 3;
}

예를 들어서 위 경우 OnlyInThisFile 함수나 only_in_this_file 변수는 해당 파일 안에서만 접근할 수 있습니다. 헤더파일을 통해서 위 파일을 받았다 하더라도 (물론 main 함수 부분은 무시하고), 저 익명의 namespace 안에 정의된 모든 것들은 사용할 수 없게 됩니다.

생각 해보기

문제 1

화면에 출력되는 것들을 바꾸어보자.

문제 2

아래 문장은 화면에 어떻게 출력될까요?

std::cout << "hi" << std::endl
          << "my name is "
          << "Psi" << std::endl;
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