[C++] 얕은 복사 vs 깊은 복사
👻 얕은 복사 vs 깊은 복사
C++에서 메모리의 값을 복사하는 방법에 대해 알아보자.
우선, 기사 클래스와 펫 클래스가 있다고 가정해보자. 기사는 펫을 가질 수 있다.
class Pet
{
public:
Pet()
{
cout << "Pet()" << endl;
}
~Pet()
{
cout << "~Pet()" << endl;
}
Pet(const Pet& pet)
{
cout << "Pet(const Pet& pet)" << endl;
}
};
class Knight
{
public:
public:
int _hp = 100;
// Pet _pet;
Pet* _pet;
};
🌱 얕은 복사
얕은 복사(Shallow Copy)는 멤버 데이터를 비트열 단위로 똑같이 복사하는 방식을 의미한다. 메모리 영역 값을 그대로 복사한다.
메인 함수에서 기사를 복사해보자.
int main()
{
Pet* pet = new Pet();
Knight knight; // 기본 생성자
knight._hp = 200;
knight._pet = pet;
Knight knight2 = knight; // 복사 생성자
// Knight knight3(knight); // 같은 의미
Knight knight3; // 기본 생성자
knight3 = knight; // 복사 대입 연산자 (오버로딩)
return 0;
}
위처럼 다양한 방법으로 복사를 할 수 있다. 복사 생성자와 복사 대입 연산자는 우리가 클래스 내에 생성자를 따로 지정해 주지 않아도 컴파일러가 암시적으로 만들어주기 때문에 별다른 이상없이 복사를 할 수 있게된다. 하지만 이렇게 한다면 총 3명의 기사가 힙 영역에 있는 하나의 펫을 같이 가리키게 되는 문제가 발생한다.
🌱 깊은 복사
깊은 복사(Deep Copy)는 멤버 데이터가 참조(주소) 값이라면, 데이터를 새로 만들어 복사하는 방식을 의미한다. 원본 객체가 참조하는 대상까지 새로 만들어서 복사한다. 얕은 복사에서 발생하는 문제점을 해결하기 위한 복사 방식이다.
복사 생성자와 복사 대입 연산자를 명시적으로 지정해주어 깊은 복사를 시행할 수 있다.
class Knight
{
public:
Knight()
{
_pet = new Pet();
}
// 복사 생성자
Knight(const Knight& knight)
{
_hp = knight._hp;
_pet = new Pet(*(knight._pet)); // 깊은 복사
}
// 복사 대입 연산자
Knight& operator=(const Knight& knight)
{
_hp = knight._hp;
_pet = new Pet(*(knight._pet)); // 깊은 복사
return *this;
}
~Knight()
{
delete _pet;
}
public:
int _hp = 100;
// Pet _pet;
Pet* _pet;
};
이렇게 사용하게되면 기사 클래스의 복사가 이루어질 때마다 펫을 가리키는 주소도 새로 생성되어 기사 객체마다 따로따로 할당받게 되는 것이다. 클래스 내에 다른 클래스의 참조(주소)값을 담고 있을 땐 반드시 깊은 복사를 우선으로 생각해야한다.
🌱 암시적 vs 명시적
암시적, 명시적으로 복사가 될 때의 과정을 살펴보자.
- 암시적으로 복사 생성자가 호출될 때
- 부모 클래스의 복사 생성자 호출
- 멤버 클래스의 복사 생성자 호출
- 멤버가 기본 타입일 경우 메모리 복사 (얕은 복사 Shallow Copy)
- 명시적으로 복사 생성자가 호출될 때
- 부모 클래스의 기본 생성자 호출
- 멤버 클래스의 기본 생성자 호출
- 암시적으로 복사 대입 연산자가 호출될 때
- 부모 클래스의 복사 대입 연산자 호출
- 멤버 클래스의 복사 대입 연산자 호출
- 멤버가 기본 타입일 경우 메모리 복사 (얕은 복사 Shallow Copy)
- 명시적으로 복사 대입 연산자가 호출될 때
알아서 해주는 게 없다.
왜 이렇게 호출될까?
👉 객체를 복사 한다는 것은 두 객체의 값들을 일치시키려는 것이다. 따라서 기본적으로 얕은 복사(Shallow Copy) 방식으로 동작하게 된다. 명시적 복사는 모든 책임을 프로그래머에게 위임하겠다는 의미를 가진다.👉 명시적으로 복사 생성자 혹은 복사 대입 연산자를 지정해주었을 때 연관된 다른 클래스들의 복사와 관련된 함수를 똑같이 명시적으로 설정해주지 않으면 일부만 복사되는 문제가 발생할 수 있다. 명시적으로 복사를 하고 싶을 땐 모두 직접 관리해줘야 원하는 방식으로 복사를 진행할 수 있게 된다.
👻 글을 마치며
이번 시간에는 얕은 복사와 깊은 복사에 대해 알아보았다. 우리가 일반적으로 사용했던 방식은 얕은 복사였고, 클래스의 크기가 커지고 관계성이 깊어질 때 깊은 복사를 사용해야 하는 것을 알 수 있었다. 개념 이해는 잘 된 것 같지만 좀 더 확실하게 하려면 실습을 통해 꾸준히 복습해야 할 것 같다.
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