다양한 프렌드
프렌드 클래스
C++에서 프렌드는 전역 함수, 클래스, 멤버 함수의 세 가지 형태로 사용할 수 있습니다.
만약 두 클래스가 기능상으로 서로 밀접한 관계에 있고, 상대방의 private 멤버에 접근해야만 한다면 클래스 자체를 프렌드로 선언하는 것이 좋습니다.
프렌드 클래스란 해당 클래스의 모든 멤버 함수가 특정 클래스의 프렌드인 클래스를 의미합니다.
C++에서 프렌드 클래스는 다음과 같이 선언합니다.
문법
friend class 클래스이름;
만약 Rect 클래스의 선언에 다음과 같은 프렌드 클래스의 선언이 존재한다고 가정합시다.
예제
friend class Display;
이때 Display 클래스의 모든 멤버 함수는 Rect 클래스에 대한 프렌드 접근 권한을 부여받게 됩니다.
즉, Display 클래스의 모든 멤버 함수는 Rect 클래스의 모든 멤버에 접근할 수 있습니다.
다음 예제는 Display 클래스의 모든 멤버 함수가 Rect 클래스의 모든 멤버에 접근할 수 있도록 선언한 예제입니다.
예제
class Rect
{
private:
double height_;
double width_;
public:
Rect(double height, double width); // 생성자
void height() const;
void width() const;
friend class Display; // 프렌드 클래스 선언
};
실행 결과
이 사각형의 높이는 10입니다.
이 사각형의 너비는 20입니다.
이 사각형의 대각선의 길이는 22.3607입니다.
프렌드 멤버 함수
프렌드 클래스란 해당 클래스의 모든 멤버 함수가 특정 클래스의 프렌드가 됩니다.
하지만 멤버 함수에 따라 특정 클래스의 프렌드 설정이 필요 없는 멤버 함수도 있습니다.
앞선 예제에서 ShowDiagonal() 함수는 Rect 클래스의 private 멤버에 직접 접근하도록 구현되어 있습니다.
하지만 ShowSize() 함수는 Rect 클래스의 public 인터페이스만으로 구현되어 있습니다.
따라서 Display 클래스에서 Rect 클래스에 대해 프렌드 설정이 필요한 함수는 ShowDiagonal() 함수뿐입니다.
이처럼 프렌드 멤버 함수란 해당 클래스의 특정 멤버 함수만을 프렌드로 지정하는 것을 의미합니다.
이것은 프렌드 설정이 꼭 필요한 함수에 대해서만 접근을 허락하므로, 정보 은닉(data hiding) 및 캡슐화(encapsulation) 개념에 더욱 가깝게 구현할 수 있게 됩니다.
다음 예제는 Display 클래스의 ShowDiagonal() 함수만이 Rect 클래스의 모든 멤버에 접근할 수 있도록 선언한 예제입니다.
예제
class Rect
{
private:
double height_;
double width_;
public:
Rect(double height, double width); // 생성자
void height() const;
void width() const;
friend void Display::ShowDiagonal(const Rect& target); // 프렌드 멤버 함수 선언
};
실행 결과
이 사각형의 높이는 10입니다.
이 사각형의 너비는 20입니다.
이 사각형의 대각선의 길이는 22.3607입니다.
전방 선언(forward declaration)
앞선 예제에서 Rect 클래스는 Display 클래스를 참조하고, Display 클래스는 Rect 클래스를 참조하고 있습니다.
이처럼 두 클래스의 선언 내에서 서로를 참조하고 있는 상황을 순환 참조(circular reference)라고 합니다.
이러한 순환 참조를 피하기 위해서는 한 클래스를 다른 클래스의 앞에 미리 선언하는 전방 선언(forward declaration)을 사용해야 합니다.
C++에서 전방 선언은 다음과 같이 선언합니다.
문법
class 클래스이름;
위의 예제에서는 순환 참조를 피하고자 Rect 클래스를 전방 선언하였습니다.
또한, 프렌드 멤버 함수를 선언할 때에는 각 클래스의 선언 위치도 신경 써야 합니다.
앞선 예제에서는 Rect 클래스와 Display 클래스를 다음과 같은 순서로 선언하였습니다.
예제
class Rect; // 전방 선언
class Display {...}; // Display 클래스 선언
class Rect {...}; // Rect 클래스 선언
만약 다음과 같이 순서를 바꾸면 컴파일러는 오류를 발생시킬 것입니다.
예제
class Display; // 전방 선언
class Rect {...}; // Rect 클래스 선언
class Display {...}; // Display 클래스 선언
Rect 클래스 내에서 ShowDiagonal() 함수가 프렌드로 선언된 것을 처리하기 전에, 컴파일러는 이미 ShowDiagonal() 함수의 선언을 알고 있어야만 합니다.
따라서 순서를 바꾸게 되면 컴파일러는 프렌드로 선언된 ShowDiagonal() 함수를 알지 못하므로, 오류를 발생시킵니다.
