20. [C++] 복사 생성자의 호출시점

복사 생성자가 호출되는 시점

• 이들의 공통점은 "객체를 새로 생성해야 한다. 단, 생성과 동시에 동일한 자료형의 객체로 초기화해야 한다"
• 복사 생성자의 호출 횟수는 프로그램의 성능과도 관계있다.

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메모리 공간의 할당과 초기화가 동시에 일어나는 상황

int num1=num2;

• 이 예시에서는 num1이라는 이름의 메모리 공간을 할당과 동시에 num2에 저장된 값으로 초기화시킨다.
• 즉, 할당과 동시에 초기화가 이뤄진다. 그리고 다음의 경우에서도 할당과 동시에 초기화가 이뤄진다.

int SimpleFunc(int n)
{
. . . . 
}
int main(void)
{
    int num=10;
    SimpleFunc(num);	
    //호출되는 순간 매개변수 n이 할당과 동시에 초기화!
    . . . .
}

• 위의 코드에서 SimpleFunc 함수가 호출되는 순간에 매개변수 n이 할당과 동시에 변수 num에 저장되어 있는 값으로 초기화된다.
• 이렇듯 매개변수도 함수가 호출되는 순간에 할당되므로, 이 상황도 메모리 공간의 할당과 초기화가 동시에 일어나는 상황이다.

 

int SimpleFunc(int n)
{
    return n;  //반환하는 순간 메모리 공간이 할당되면서 동시에 초기화
}

int main(void)
{
    int num = 10;
    cout<<SimpleFunc(num)<<endl;
    ....
}

• 반환되는 값을 별도의 변수에 저장하는 것과 별개로, 값을 반환하면 반환된 값은 별도의 메모리 공간이 할당되서 저장된다.
• cout<<SimpleFunc(num)<<endl; 문장에서 보이듯, 반환되는 값을 메모리 공간 어딘가에 저장해놓지 않았다면, cout에 대한 출력이 불가능하다.
• 결론적으로 함수가 값을 반환하면, 별도의 메모리 공간이 할당되고, 이 공간에 반환 값이 저장된다(반환 값으로 초기화된다).

 

• 이러한 상황은 객체를 대상으로 해도 똑같다.
• 위의 코드에서 SimpleFuncObj 함수가 호출되는 순간, 매개변수로 선언된 ob객체가 생성되고(ob를 위한 메모리 공간이 할당되고), 이는 인자로 전달된 obj객체로 초기화된다. 즉, 메모리 공간이 할당되면서 동시에 초기화 된다.

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할당 이후, 복사 생성자를 통한 초기화

• 앞서 객체가 생성 및 초기화되는 경우에 대해 정리했는데, 그렇다면 이 때 초기화는 어떻게 이뤄지겠는가?
• 일단 상황적으로 판단해보면, 초기화는 멤버 대 멤버가 복사되는 형태로 이뤄져야 한다.
• 그래서 '복사 생성자의 호출' 방식으로 초기화를 진행한다. 

PassObjCopycon.cpp

#include <iostream>
using namespace std;

class SoSimple
{
private:
	int num;
public:
	SoSimple(int n) : num(n)
	{  }
	SoSimple(const SoSimple& copy) : num(copy.num)
	{
		cout<<"Called SoSimple(const SoSimple& copy)"<<endl;
	}
	void ShowData()
	{
		cout<<"num: "<<num<<endl;
	}
};
	
void SimpleFuncObj(SoSimple ob)
{
	ob.ShowData();
}

int main(void)
{
	SoSimple obj(7);
	cout<<"함수호출 전"<<endl;
	SimpleFuncObj(obj);
	cout<<"함수호출 후"<<endl;
	return 0;
}

함수호출 전
Called SoSimple(const SoSimple& copy)
num: 7
함수호출 후

• 우선 실행결과를 통해 함수에 인자를 전달하는 과정에서 복사 생성자가 호출됨은 확인됐다. 그리고 이로 인해 멤버변수 num에 저장된 값이 복사 됨을 확인했다.
• 복수 생성자의 호출주체가 누군지 확인해보자.
• 위 그림에서 보이듯이 초기화의 대상은 obj 객체가 아닌, ob 객체이다.
• 그리고 ob 객체는 obj 객체로 초기화된다.
• 따라서 ob 객체의 복사 생성자가 호출되면서, obj 객체가 인자로 전달되어야 한다.

 

복사생성자가 호출되는 세 번째 경우

ReturnObjCopycon.cpp

#include <iostream>
using namespace std;

class SoSimple
{
private:
	int num;
public:
	SoSimple(int n) : num(n)
	{ }
	SoSimple(const SoSimple& copy) : num(copy.num)
	{
		cout<<"Called SoSimple(const SoSimple& copy)"<<endl;
	}
	SoSimple& AddNum(int n)
	{
		num+=n;
		return *this;
	}
	void ShowData()
	{
		cout<<"num: "<<num<<endl;
	}
};

SoSimple SimpleFuncObj(SoSimple ob)
{
	cout<<"return 이전"<<endl;
	return ob;
}

int main(void)
{
	SoSimple obj(7);
	SimpleFuncObj(obj).AddNum(30).ShowData();
	obj.ShowData();
	return 0;
}

Called SoSimple(const SoSimple& copy)
return 이전
Called SoSimple(const SoSimple& copy)
num: 37
num: 7

 

• 위 그림에서 보이듯이 객체를 반환하게 되면, '임시객체'라는 것이 생성되고, 이 객체의 복사 생성자가 호출되면서 return문에 명시된 객체가 인자로 전달된다.
• 즉, 최종적으로 반환되는 객체는 새롭게 생성되는 임시객체이다.
• 따라서 함수호출이 완료되고 나면, 지역적으로 선언된 객체 ob는 소멸되고 obj 객체의 임시객체만 남는다.

 

SimpleFuncObj(obj).AddNum(30).ShowData();

 

• AddNum 함수의 호출로 인해, 임시객체에 저장된 값이 30 증가한다.
• 이어서 ShowData 함수호출을 통해 임시객체에 저장된 값을 출력하고 있다.
• 그리고 이때 출력된 값은, 위 코드의 다음 행과는 다르다. ShowData 함수의 호출대상인 두 객체가 서로 별개이기 때문에 이는 당연한 결과이다.

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반환할 때 만들어진 객체는 언제 사라져요?

• 임시객체도 임시변수와 마찬가지로 임시로 생성되었다가 소멸되는 객체이다. 그리고 임시객체는 임의로 만들 수도 있다.

IKnowTempObj.cpp

#include <iostream>
using namespace std;

class Temporary
{
private:
	int num;
public:
	Temporary(int n) : num(n)
	{
		cout<<"create obj: "<<num<<endl;
	}
	~Temporary()
	{
		cout<<"destroy obj: "<<num<<endl;  
	}
	void ShowTempInfo()
	{
		cout<<"My num is "<<num<<endl;
	}
};

int main(void)
{
	Temporary(100);
	cout<<"********** after make!"<<endl<<endl;

	Temporary(200).ShowTempInfo();
	cout<<"********** after make!"<<endl<<endl;

	const Temporary &ref=Temporary(300);
	cout<<"********** end of main!"<<endl<<endl;
	return 0;
}

create obj: 100
destroy obj: 100
********** after make!

create obj: 200
My num is 200
destroy obj: 200
********** after make!

create obj: 300
********** end of main!

destroy obj: 300

 

 

클래스 외부에서 객체의 맴버함수를 호출하기 위해 필요한 것은 다음 세 가지 중 하나이다.

• 객체에 붙여진 이름
• 객체의 참조 값(객체 참조에 사용되는 정보)
• 객체의 주소 값

Temporary(100);

• 위의 코드를 분석해보면,  100으로 초기화된 Temporary임시객체 생성

Temporary(200).ShowTempInfo();

• 이는 임시객체여서 다음 행으로 넘어가면 소멸된다.
• 임시객체가 생성된 위치에는 임시객체의 참조 값이 반환된다. 위 문장의 경우 먼저 임시객체가 생성되면서 다음의 형태가 된다.

(임시객체의 참조 값).ShowTempInfo();

• 그래서 이어서 멤버함수의 호출이 가능한 것이다. 또한 이렇듯 '참조 값'이 반환되기 때문에 다음과 같은 문장의 구성도 가능한 것이다.

const Temporary &ref=Temporary(300);

 

• 임시객체 생성시 반환되는 '참조 값'이 참조자 ref에 전달되어, ref가 임시객체를 참조하게 된다.
• 참조자에 참조되는 임시객체는 바로 소멸되지 않는다.

 

결론을 내리자면,

• 임시객체는 다음 행으로 넘어가면 바로 소멸되어 버린다.
• 참조자에 참조되는 임시객체는 바로 소멸되지 않는다.