수안이의 컴퓨터 연구실

원본 : http://www.debuglab.com/knowledge/functionobject.html

1.요약

이 글을 통해서 배울 수 있는 것은
하나, accumulator 함수란 무엇인가
둘, function object 란 무엇인가
정도 되겠습니다.

이러한 것이 있구나라고 느끼시고, 다음에 비슷한 상황에 처하셨을 때 응용할 수 있는 내용입니다

.
2.본문

STL에는 accumulator 함수가 있습니다. 배열의 합, 리스트의 모든 원소의 곱.. 등등 커다란 자료구조를 순회하면서 특정연산을 하고 싶을 때 사용하시면 됩니다.

다음의 예를 보시면 한 번에 이해하실 수 있습니다.

- 다음의 예 -

// 1에서 10까지 합을 구하는 프로그램 

#include <numeric> 

#include <assert.h> 

using std::accumulate; 



int ADD(int x, int y) {return x + y;} 



void main(int argc, char* argv[]) 

{ 

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

    

    int product = accumulate( &i[0], &i[10], 0, ADD); 

    assert( 55 == product); 

} 

다음의 예에서 보셨듯이 자료구조의 처음과 끝을 알리고는 계산에 쓸 함수를 대입해주면 됩니다.

이 예제에서 잠시 언급해야 할 부분은

accumulate 함수는 numeric 헤더파일에 있다는 것과 ( 물론 VC++의 경우입니다.)

그리고 기존의 using namespace std 대신에 using std::accumulate 를 사용했다는 것입니다.

두 개의 차이점은 전자가 std namespace안의 모든 심볼을 디폴트로 사용하겠다는 의미인 반면에 후자는 std namespace 안의 accumulate라는 심볼만 디폴트로 사용하겠다는 의미가 되겠죠.

여기서 디폴트란 std::accumulate 안하고 accumulate라고만 해도 std namespace의 accumulate인지 알아듣는다는 의미입니다.

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그럼 이쯤에서 accumulate의 구현을 공개하겠습니다.

template<class _II, class _Ty, class _Bop> inline 

_Ty accumulate(_II _F, _II _L, _Ty _V, _Bop _B) 

{ 

    for (; _F != _L; ++_F) 

        _V = _B(_V, *_F); 

    return (_V); 

} 

변수 이름이 징그럽게 생겨서 보기 힘들기는 하지만 별 것 없습니다. 인자부분을 보시면 _F, _L은 처음과 끝 원소의 위치를 나타내죠.. 타입인 _II는 위의 예에서 int*에 대응되겠죠.

_V는 반환할 값의 맨 처음 초기값을 의미하며 그 타입인 _Ty는 int와 대응되겠죠 _B는 특정 연산을 수행할 함수의 주소를 나타내며 그 타입인 _Bop는 위의 예에서 int (*)(int, int) 와 대응되겠죠. 쉽게 풀어서 말하면

< int를 반환하고 int형 인자 2개를 받는 함수의 포인터형 >

전체적으로 정리를 해서 위의 예와같이 accumulate를 사용했다면 컴파일러는 다음과 같은 원형의 accumulate함수를 내부적으로 만들었을 겁니다.

inline 

int accumulate( 

               int* _F, 

               int* _L, 

               int _V, 

               int (*_B)(int, int)); 

자 여기까지 이해를 하셨으면 이제 본론에 들어갈 차례입니다.

일단 다음의 예를 또 보시죠

- 예제 2 -

#include <numeric> 

#include <assert.h> 

using std::accumulate; 



class CAdd 

{ 

public: 

    int operator()(int x, int y) const  { return x + y;} 

}; 



void main(int argc, char* argv[]) 

{ 

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

    

    int product = accumulate( &i[0], &i[10], 0, CAdd()); 

    assert( 55 == product); 

} 

차이점은 ADD함수가 사라지고 클래스 CAdd가 나타났으며 당연 함수의 주소를 넘겨야할 곳에 CAdd() 를 넘겨주었습니다.

이 어찌 된 일이며, 이것이 컴파일 되는 이유는 무엇일까요?

-----------------------------------------------------------

CAdd는 () operator를 오버로딩 했습니다. 그러므로 다음과 같은 사용이 가능합니다.

CAdd a; 

int Iam_8 = a( 3, 5); 

이제 시나리오를 다시 생각해봅시다.

예제 2에서 처럼 accumulate 함수를 호출한다면 컴파일러는 어떠한 원형의 accumulate 함수를 만들까요?

다음과 같겠죠..

inline 

int accumulate( 

               int* _F, 

               int* _L, 

               int _V, 

               CAdd _B)); 

그리고 _B는 함수의 포인터처럼 _B(_V, *_F)이렇게 사용될 것이고 문법적으로 아무런 문제가 없습니다. 그렇죠?

이제 글이 끝났습니다.

이런 용도로 만든 클래스를 function object라고 부를 수 있습니다.

함수를 전달하는 것보다 function object를 전달하는 것이 좋은 이유는 무엇일까요?

1. 함수와는 달리 부가적인 정보를 함께 전달할 수 있습니다.
2. 멤버 함수가 inline으로 선언되므로 보다 효율적이 될 수 있습니다.

2번의 경우에는 조금 토를 달아야겠네요. 일반 함수도 inline으로 선언할 수 있는 건 사실이지만 어디선가 그 함수의 주소를 요구한다면 inline으로 만들어 질 수 없습니다. 그렇기 때문에 수행속도에 영향을 받을 것이 확실합니다.그렇게 생각하면 2번은 맞는 말입니다.

테스트 결과도 그렇게 나옵니다.

하지만 주소를 요구하는 accumulate 함수 역시 inline으로 선언된 경우라면 함께 inline으로 만들어질 수 있습니다.

테스트 결과 function object를 사용한 경우와 같은 성능을 보여주었습니다.


3.예제



4.참고

STL Tutorial and Reference Guide
(C++ Programming with the Standard Template Library)
- Addison-Wesley



- 2001.08.19 Smile Seo -