[C++] friend 함수와 연산자 중복

💡 friend 함수란?

 

1. 멤버 함수가 아닌 일반 함수나 클래스에 한하여 클래스의 내부 데이터에 접근할 수 있도록 하는 것

2. 함수의 원형 앞에 friend 키워드(예약어)를 붙인다.

3. 프렌드 함수는 클래스의 멤버가 아니기 때문에 public이나 private의 영향을 받지 않는다.

4. 프렌드 함수의 원형은 클래스 안에, 함수의 구현은 외부에서 따로 정의된다.

5. 

 

예시 1) 날짜 비교.cpp (두 개의 객체 비교)

#include <iostream>
#include <string>

using namespace std;

class Date{
    //프렌드 함수 원형 선언
    friend bool isEqual(Date d1, Date d2);
    
private:
    int year;
    int month;
    int day;
    
public:
    Date(int y, int m, int d) : year(y), month(m), day(y){};
    
};

//클래스 함수 본체 정의
bool isEqual(Date d1, Date d2){
    if(d1.year == d2.year && d1.month == d2.month && d1.day == d2.day)
        return true;
    else
        return false;
}

int main(){
    Date d1(1999, 07, 12), d2(1999, 07, 12);
    cout << isEqual(d1, d2) << endl;
    
    return 0;
}

---

 

예시 2) 두 개의 복소수 더하기.cpp (두 개의 객체 연산)

#include <iostream>
#include <string>

using namespace std;

class Complex{
    friend Complex add(Complex, Complex);
private:
    double re, im;
public:
    Complex(double r, double i) : re(r), im(i){};
    Complex(double r) : re(r), im(0){};
    Complex(){ re = im = 0;}
    
    void output(){
        cout << re << " + " << im << "i" << endl;
    }
};

Complex add(Complex a1, Complex a2){
    return Complex(a1.re+a2.re, a1.im+a2.im);
}

int main(){
    Complex c1(1,2), c2(3,4);
    Complex c3 = add(c1, c2);
    c3.output();
}

실행결과

 

 

 

 

💡 연산자 중복 

 

1. C++에서는 연산자를 사용자가 다시 정의할 수 있다.

2. 연산자 중복이란 여러가지 연산자들을 기초 타입(정수, 실수, ...)뿐만 아니라 객체에 대해서도 적용하는 것이다.

[연산자 중복의 형식]

반환형 + operator + 연산자 (매개변수목록)

---

' + ' 연산자 중복

 

예시 1) 두 개의 벡터를 합쳐 하나의 벡터 만들기.cpp (일반함수로 구현)

#include <iostream>
#include <string>

using namespace std;

class Vector{
private:
    double x, y;
public:
    Vector(double x, double y){
        this->x = x;
        this->y = y;
    }
    
    //프렌드 함수 원형 정의
    friend Vector operator+(const Vector& v1, const Vector& v2);
    
    void display(){
        cout << "(" << x << ", " << y <<")" << endl;
    }
};

Vector operator+(const Vector& v1, const Vector& v2){
    Vector v(0.0, 0.0);
    v.x = v1.x + v2.x;
    v.y = v1.y + v2.y;
    return v;
}

int main(){
    Vector v1(1,2), v2(3,4);
    Vector v3 = v1 + v2;
    v3.display();
    
    return 0;
}

 

Key Point
Vector v3 = v1 + v2; // 둘이 더했다!
// 컴파일러가 요문장을 만나면 컴파일을 위에서부터 쭉 내려오다가 전역 함수 operator을 만났었다.
// 요 문장을 operator+(v1, v2); 이렇게 바꿈
// 왜냐하면 v1 + v2 는 함수 호출문이 아니기 때문에 컴파일러가 바꿔주는 것(위에 operator+ 만들어놓은 것 바탕으로)

---

 

예시 2) 두 개의 벡터를 합쳐 하나의 벡터 만들기.cpp (멤버함수로 구현)

#include <iostream>
#include <string>

using namespace std;

class Vector{
private:
    double x, y;
public:
    Vector(double x, double y){
        this->x = x;
        this->y = y;
    }

    Vector operator+(Vector& v2){
        Vector v(0.0, 0.0);
        v.x = this -> x + v2.x;
        v.y = this -> y + v2.y;
        return v;
    }
    
    void display(){
        cout << "(" << x << ", " << y <<")" << endl;
    }
};

int main(){
    Vector v1(1,2), v2(3,4);
    Vector v3 = v1 + v2;
    v3.display();
    return 0;
}

 

일반함수 구현	멤버함수 구현
모든 매개 변수	피연산자의 개수보다 하나 적은 매개 변수
Vector operator+(const Vector& v1, const Vector& v2){     Vector v(0.0, 0.0);     v.x = v1.x + v2.x;     v.y = v1.y + v2.y;     return v; }	Vector operator+(Vector& v2){         Vector v(0.0, 0.0);         v.x = this -> x + v2.x;         v.y = this -> y + v2.y;         return v;     }
operator+(v1, v2) 매개 변수를 2개 가짐	v1.operator+(v2) 멤버 함수: 첫 번째 피연산자가 객체(.dot operator) 매개 변수에 (v1, v2)로 쓰지 않도록 유의

 

---

<<, >> 연산자 중복

일반함수 구현	멤버함수 구현
cout << c1	c1 << cout
operator<<(cout, c1)	c1.operator<<(cout)