[자료형(data type)] C++ 파생형 함수 총정리 1

자료형 중 파생형 함수 공부 / https://ddanzimind.tistory.com/32

 

A. 함수

1. 함수 개요

a. 함수란?

🌟 하나의 특별한 목적의 작업을 수행하기 위해 독립적으로 설계된 프로그램 코드의 집합

 

b. 함수의 종류

1) 표준 함수

2) 사용자 정의 함수

 

c. 함수를 사용하는 이유

1) 반복적인 프로그래밍을 피할 수 있기 때문

2) 모듈화로 가독성이 좋아짐

3) 손쉽게 유지보수가 가능

 

d. 함수의 규칙

함수의 규칙정확히 명시된 규칙은 없지만, 하나의 기능을 하나의 함수로 만들어야 함

 

e. 함수의 정의

 

 

🤍 문법 설명

 

✔ 반환 자료형 : 함수가 모든 작업을 마치고 반환하는 데이터의 타입을 명시

✔ 함수 이름 : 함수를 호출하기 위한 이름을 명시

✔ 매개변수 목록(parameters) : 함수 호출 시에 전달되는 인수의 값을 저장할 변수들을 명시

    함수의 인수(매개변수)는 0 ~ n 개 가능

✔ 함수 몸체 : 함수의 고유 기능을 수행하는 명령문의 집합

     리턴값은 0 or 1개만 가능

 

f. 함수의 원형 선언

🌟 함수가 나중에 정의되어있다고 알리기 위해 미리 선언하는 것

 

💙 미리 선언해야 하는 이유

컴파일 방식에는 두가지가 있음

* 단일 패스 컴파일 방식 : 차례대로 한 번에 컴파일 하는 방식
     => 원형 선언 ⭕ (주로 오래된 컴파일러)
* 다중 패스 컴파일 방식 : 여러 번에 걸쳐 컴파일 하는 방식
     => 원형 선언 ❌ (최신)

주로 오래된 컴파일러는 단일패스(1) 방식을 사용하므로 C 표준에서는 원형 선언을 필요로 함

 

👉 단일 패스 컴파일 방식이 오류를 발생시키는 이유

1. C 컴파일러는 main() 함수를 먼저 호출함
2. main() 함수에 등장하는 함수를 아직 알지 못함
3. 컴파일 오류를 생성

 

📘 문법

반환타입 함수이름(매개변수타입);

 

🤓 예제 : 함수의 원형 선언을 추가

#include <iostream>
using namespace std;

int SmallNum(int, int);

int main(void)
{
	int result;

	result = SmallNum(4, 6);
	cout << " 두 수 중 더 작은 수는 " << result << "입니다." << endl;
	result = SmallNum(8, 6);
	cout << " 두 수 중 더 작은 수는 " << result << "입니다." << endl;
	result = SmallNum(2, 8);
	cout << " 두 수 중 더 작은 수는 " << result << "입니다." << endl;
	return 0;
}

int SmallNum(int num1, int num2)
{
	if (num1 <= num2)
	{
		return num1;
	}
	else
	{
		return num2;
	}
}

✨ 실행결과

 두 수 중 더 작은 수는 4입니다.
 두 수 중 더 작은 수는 6입니다.
 두 수 중 더 작은 수는 2입니다.

 

g. main() 함수

🌟 프로그램이 실행되면 제일 먼저 자동으로 호출되는 함수

 

main() 함수도 함수이기 때문에 인수를 전달받을 수도 있고, 반환값을 가질 수 있음

 

📘 문법

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

//int형 변수 argc : 인수로 전달되는 문자열의 개수를 명시
//char형 포인터의 포인터인 argv : 인수로 전달된 각각의 문자열이 포함되는 배열

 

 

2. 인수 전달 방법

함수에 필요한 데이터를 인수(argument)로 전달해 줄 수 있는 두가지 방법이 있음

 

a. 값에 의한 전달(call by value)

인수로 변수 값을 함수 내의 매개변수에 복사하는 방식

복사된 값이된 매개변수는 인수로 전달된 변수와는 완전히 별개의 변수 (영향 ❌ )

 

👉 원래 알고있는 전달방식

 

b. 참조에 의한 전달(call by reference)

[자료형(data type)] 파생형 포인터 총정리

 

인수로 변수의 주소값을 전달

즉 함수의 매개변수에 인수로 전달된 변수의 원래 주소값을 저장

 

👉 인수로 전달된 변수의 값을 함수 내에서 변경가능

 

🤓 예제

#include <iostream>
using namespace std;

void Local(int&);

int main(void)
{
	int var = 10;
	cout << "변수 var의 초기값은 " << var << "입니다." << endl;
	
	Local(var);
	cout << "Local() 함수 호출 후 변수 var의 값은 " << var << "입니다.";
	return 0;
}

void Local(int& num)
{
	num += 10;
}

✨ 실행결과

변수 var의 초기값은 10입니다.
Local() 함수 호출 후 변수 var의 값은 20입니다.

 

 

3. 재귀 호출(recursive call)

a. 재귀호출이란?

🌟 함수 내부에서 함수가 자기 자신을 또다시 호출하는 행위

 

재귀 호출은 알고리즘이나 자료 구조론에서는 매우 중요한 개념 중 하나

자기가 자신을 계속해서 호출 -> 무한반복을 피하기 위해 중단될 명령문이 반드시 포함되어야 함

 

b. 재귀호출의 장단점

👍 장점

 

* 직관적인 프로그래밍을 가능하게 함

 

함수는 그냥 봐서는 그 목적을 바로 알 수 없으며, 코드를 해석해야 무슨 목적으로 만든 함수인지 판단 가능함

하지만 재귀 호출은 복잡한 문제도 매우 간단하게 논리적으로 접근해 표현 가능함

 

👎 단점

 

* 비재귀 호출보다 실행시간이 오래걸림 (성능 상의 문제)

* 무한 재귀호출의 위험성

 

c. 재귀호출의 작성 방법

재귀 알고리즘을 구상 -> 의사 코드 작성 -> 구현

 

🧡 의사 코드(pseudo code)

특정 프로그래밍 언어의 문법에 맞춰 작성된 것이 아닌, 일반적인 언어로 알고리즘을 표현한 코드

 

d. 재귀 호출의 예시

1) 먼저 1부터 n까지의 합을 구하는 함수를 만들기

 

//한번에 왜 정의되어있는지 알기 어려움
int sum(int n) {

    int i;
    int result = 0;

    for (i = 1; i <= n; i++)
    {
        result += i;
	}

    return result;
}

 

함수를 해석해야지만 무슨 목적으로 만든 함수인지 알 수 있음

 

2) 위의 함수를 보고 의사코드 작성하기

 

시작

    1. n이 1이 아니면, 1부터 (n-1)까지의 합에 n을 더한 값을 반환함.
    2. n이 1이면, 그냥 1을 반환함.

끝

 

3) 재귀 호출을 사용해 구현하기

 

int rSum(int n)

{
    if (n == 1)           // n이 1이면, 그냥 1을 반환함
    {
          return 1;
    }
    
    return n + rSum(n-1); // n이 1이 아니면, n을 1부터 (n-1)까지의 합과 더한 값을 반환함.
}

 

👉 여기서 if문이 없다면 스택 오버플로우가 발생 (매개 변수이기 때문)

 

 

4. 함수 포인터

a. 함수 포인터(function pointer) 란?

프로그램에서 정의된 함수 => 실행될 때 모두 메인메모리에 올라감

이때 함수의 이름 = 메모리에 올라간 함수의 시작주소를 가리키는 포인터 상수가 됨

 

🌟 즉, 함수의 시작 주소를 가리키는 포인터 상수를 함수 포인터라고 함

 

포인터 타입은 함수의 반환값과 매개변수에 의해 결정

= 함수의 원형을 알아야 함수 포인터를 만들 수 있음

 

📘 문법

void func (int, int);	//함수 원형
void (*ptr_func) (int, int);	//함수 포인터

//함수 포인터 사용시 연산자의 우선순위 때문에 반드시 *ptr_func 부분을 괄호()로 둘러싸야 함

 

❔ 예제 : 함수 포인터는 함수를 또 다른 함수의 인수로 전달할 때 유용

#include <iostream>
using namespace std;

double Add(double, double);
double Sub(double, double);
double Mul(double, double);
double Div(double, double);
double Calculator(double , double, double (*func)(double, double));

int main(void)
{
	double (*calc)(double, double) = NULL; // 함수 포인터 선언
    double num1 = 3, num2 = 4, result = 0;
    char oper = '*';
        
    switch (oper)
    {
        case '+' :
            calc = Add;
            break;
        case '-':
            calc = Sub;
            break;
        case '*':
            calc = Mul;
            break;
        case '/':
            calc = Div;
            break;
        default:
        	cout << "사칙연산(+, -, *, /)만을 지원합니다.";
            break;
    }
     
    result = Calculator(num1, num2, calc);
    cout << "사칙 연산의 결과는 " << result << "입니다.";
    return 0;	
}

double Add(double num1, double num2)
{
	return num1 + num2;
}

double Sub(double num1, double num2)
{
	return num1 - num2;
}

double Mul(double num1, double num2)
{
	return num1 * num2;
}

double Div(double num1, double num2)
{
	return num1 / num2;
}

double Calculator(double num1, double num2, double (*func)(double, double))
{
    return func(num1, num2);
}

✨ 실행결과

사칙 연산의 결과는 12입니다.

 

b. 함수 포인터의 표기법

위에서 사용한 함수 포인터는 아래와 같은데

double (*calc)(double, double) = NULL;

이게 표기법이 복잡하다는 단점이 있음

 

따라서 typedef , auto (C++11부터 제공) 두 가지 키워드를 제공함

 

1) typedef 키워드

 

복잡한 함수 포인터형에 새로운 이름을 붙일 수 있음

 

📘 함수 포인터의 선언

typedef double (*CalcFunc)(double, double); // 함수 포인터에 calcFunc이라는 새로운 이름을 붙임.

CalcFunc ptr_func = calc;

 

❔ 앞선 예제에 typedef 키워드를 사용하여 간략화한 예제

#include <iostream>
using namespace std;

typedef double (*Arith)(double, double); // typedef 키워드를 이용한 새로운 이름 선언 

double Add(double, double);
double Sub(double, double);
double Mul(double, double);
double Div(double, double);
double Calculator(double , double, Arith);

int main(void)
{
	Arith calc = NULL; // 함수 포인터 선언
    double num1 = 4, num2 = 5, result = 0;
    char oper = '+';
    
    switch (oper)
    {
        case '+' :
            calc = Add;
            break;
        case '-':
            calc = Sub;
            break;
        case '*':
            calc = Mul;
            break;
        case '/':
            calc = Div;
            break;
        default:
        	cout << "사칙연산(+, -, *, /)만을 지원합니다.";
    }
     
    result = Calculator(num1, num2, calc);
    cout << "사칙 연산의 결과는 " << result << "입니다.";
    return 0;	
}

double Add(double num1, double num2)
{
	return num1 + num2;
}

double Sub(double num1, double num2)
{
	return num1 - num2;
}

double Mul(double num1, double num2)
{
	return num1 * num2;
}

double Div(double num1, double num2)
{
	return num1 / num2;
}

double Calculator(double num1, double num2, Arith func)
{
    return func(num1, num2);
}

✨ 실행결과

사칙 연산의 결과는 9입니다.

 

2) auto 키워드

 

📘 문법

auto ptr_func = calc;

 

 

 

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출처 : http://www.tcpschool.com/cpp/cpp_function_basic

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