연산자 오버로딩 (Operator Overloading)

# C++ 에서는 함수뿐만 아니라 연산자도 오버로딩이 가능하다.

# 연산자 오버로딩은 C++ 을 이해하는데 매우 중요한 요소이다.

# 함수가 오버로딩 되면, 오버로딩 된 수만큼 다양한 기능을 제공하게 된다. 

즉, 이름은 하나이지만 기능은 여러 가지가 되는 셈이다.

마찬가지로 연산자의 오버로딩을 통해서, 기존에 존재하던 연산자의 기본 기능 이외에 다른 기능을 추가할 수 있다.

※ + 뿐만 아니라.. -, /, *, %로도 해보자~!!!

"p1 + p2 가 p1.operator+(p2) 의 다른 표현이다. "

즉, 약속된 변환의 규칙이다. 'operator' 키워드와 '연산자' 를 묶어서 함수의 이름을 정의하면, 함수의 이름을 이용한 함수의 호출뿐만 아니라, 연산자를 이용한 함수의 호출도 허용해준다. 

※ 연산자 오버로딩이란 C++ 이 우리에게 제시하는 하나의 약속에 지나지 않는다.

연산자를 오버로딩 한 함수도 const 로 선언이 가능하다. 

# operator+ 함수는 const로 선언을 하는 것이다 좋다. 덧셈연산이라는 것이 원래 연산의 대상이 되는 피연산자의 값을 변경하는 게 아니고, 새로운 연산의 결과를 만들어내는 것이기 때문이다.

연산자를 오버로딩 하는 두 가지 방법

1. 멤버함수에 의한 연산자 오버로딩.

2. 전역함수에 의한 연산자 오버로딩.

+ 연산자는 전역함수를 이용해서도 오버로딩이 가능하다. 그리고 이렇게 전역함수를 이용해서 오버로딩을 하면 p1 + p2 는 다음과 같이 해석이 된다.

operator+(p1, p2);

즉, 어떻게 오버로딩을 했느냐에 따라 해석하는 방법이 두 가지로 나뉘게 된다. 

※ 참고로, 동일한 자료형을 대상으로 + 연산자를 전역함수 기반으로, 그리고 멤버함수 기반으로 동시에 오버로딩 할 경우, 멤버함수 기반으로 오버로딩 된 함수가 전역함수 기반으로 오버로딩 된 함수보다 우선시되어 호출된다. 

단, 일부 컴파일러는 이러한 상황에서 컴파일 에러를 발생시키기도 하니, 이러한 상황은 가급적 만들지 않는 게 좋다. 

전역함수 기반의 연산자 오버로딩에 대한 일반적인 모델 예 &

friend 선언이 적절히 사용된 예

Point 클래스는 + 연산에 대해서 연산자 오버로딩이 되어 있구나를 생각할 수 있다.

이렇듯 Point 클래스에 삽입된 friend 선언으로 인해서, 이 클래스는 + 연산에 대해 오버로딩이 되어 있다는 정보를 쉽게 확인할 수 있다.

※ 객체지향에는 "전역(Global)"에 대한 개념이 존재하지 않는다. 다만 C++은 C 스타일의 코드구현이 가능한 언어이기 때문에 전역에 대한 개념이 여전히 존재한다. 

따라서 특별한 경우가 아니면, 멤버함수를 기반으로 연산자를 오버로딩 하는 게 낫다.

#include <iostream>

using namespace std;

class Point

{

private:

int xpos, ypos;

public:

Point(int x=0, int y=0)

:xpos(x), ypos(y)

{ }

void Show() const

{

cout<<xpos<<", "<<ypos<<endl;

}

Point& operator+=(const Point &ref)

{

xpos += ref.xpos; 

ypos += ref.ypos;

return *this;

}

Point& operator-=(const Point &ref)

{

xpos -= ref.xpos; 

ypos -= ref.ypos;

return *this;

}

friend Point operator-(const Point &, const Point &);

friend bool operator==(const Point &, const Point &);

friend bool operator!=(const Point &, const Point &);

};

Point operator-(const Point &ref1, const Point &ref2)

{

Point pos(ref1.xpos-ref2.xpos, ref1.ypos-ref2.ypos);

return pos;

}

bool operator==(const Point &ref1, const Point &ref2)

{

if(ref1.xpos == ref2.xpos && ref1.ypos == ref2.ypos)

return true;

else 

return false;

}

bool operator!=(const Point &ref1, const Point &ref2)

{

return !(ref1==ref2); //오버로딩 된 == 연산자를 호출하고 있다.

}

int main(void)

{

Point p1(20, 30);

Point p2(5, 7);

Point p3(5, 7);

(p1-p2).Show(); //객체를 반환하므로 함수호출 가능.

(p2+=p3).Show(); //반환형이 참조형이므로 함수호출 가능.

if(p2==p3) //operator==(p1, p2);랑 100% 동일한 문장.

cout<<"같음"<<endl;

else

cout<<"다름"<<endl;

(p2-p3).Show(); //반환형이 참조형이므로 함수호출 가능.

if(operator!=(p1, p2))         //p1 != p2; 랑 100% 동일한 문장.

cout<<"다름"<<endl;

else

cout<<"같음"<<endl;

return 0;

}

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오버로딩이 불가능한 연산자의 종류

# C++ 의 모든 연산자들이 오버로딩의 대상이 되는 것은 아니다.

- 오버로딩이 불가능한 연산자들 -

.                                          멤버 접근 연산자

.*                                        멤버포인터 연산자

::                                        범위 지정 연산자

?:                                        조건 연산자

sizeof                                  바이트 단위 크기 계산

typeid                                  RTTI 관련 연산자

static_cast                           형변환 연산자

dynamic_cast                       형변환 연산자

const_cast                           형변환 연산자

reinterpret_cast                     형변환 연산자

이들 연산자에 대해서 오버로딩을 제한하는 이유는 C++ 의 문법규칙을 보존하기 위함이다.

※ 참고로, 위의 연산자들을 오버로딩 해야만 하는 상황이 딱히 존재하지 않다.

멤버함수 기반으로만 오버로딩이 가능한 연산자

- 멤버함수 기반으로만 오버로딩이 가능한 연산자들 - 

=                                        대입 연산자

()                                       함수 호출 연산자

[]                                      배열 접근 연산자(인덱스 연산자)

->                                      멤버 접근을 위한 포인터 연산자

이들은 객체를 대상으로 진행해야 의미가 통하는 연산자들이기 때문에, 멤버함수 기반으로만 연산자의 오버로딩을 허용한다.

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연산자를 오버로딩 하는데 있어서의 주의사항

1. 본래의 의도를 벗어난 형태의 연산자 오버로딩은 좋지 않다.

# 연산자를 오버로딩 할 때에는 연산자의 본래 의도를 가급적 충실히 반영해서, 연산자의 오버로딩으로 인해서 발생하는 혼란스러운 부분을 최소화해야 한다.

2. 연산자의 우선순위와 결합성은 바뀌지 않는다.

# 연산자가 갖는 연산의 기능은 오버로딩 되어도, 연산자가 지니는 우선순위와 결합성은 그대로 따르게 되어 있다.

3. 매개변수의 디폴트 값 설정이 불가능하다.

# 연산자 오버로딩의 특성상 매개변수의 디폴트 값이 설정되면, 함수의 호출관계가 매우 불분명해진다. 따라서 매개변수의 디폴트 값 설정은 허용되지 않는다.

4. 연산자의 순수 기능까지 빼앗을 수는 없다.

int operator+(const int num1, const int num2)    //정의 불가능한 함수

{

 return num1 * num2;

}

# int 형 데이터의 + 연산은 이미 그 의미가 정해져 있다. 이것을 변경하는, 위와 같은 함수의 정의는 허용되지 않는다. 

이처럼 연산자의 기본 기능을 변경하는 형태의 연산자 오버로딩은 허용되지 않는다.

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"연산자 오버로딩" 이라고 불리는 이유.

int num = 5+5;

Point p3 = p1 + p2;    //p1과 p2는 Point형 객체

함수가 오버로딩 되면 전달되는 인자에 따라서 호출되는 함수가 달라진다. 이와 유사하게, 위의 두 문장에서 보이듯이, 연산자가 오버로딩 되면, 피연산자의 종류에 따라서 연산의 방식이 달라진다. 그래서 연산자 오버로딩이라 불리는 것이다.