[C++] 가상의 원리와 다중상속

EX) 몬스터 구조체에서 Attack 함수가 있다고 가정하면, 몬스터 A도 Attack 함수를 사용 가능하고, 몬스터 B도 같은 Attack 함수를 사용가능하다.

👉 다수의 객체가 멤버함수를 공유하는 형태

다만, 함수 호출시 객체의 정보가 전달이 되고, 이를 기반으로 함수가 실행되기 때문에 객체 안에 멤버함수가 존재하는 형태이다.

객체가 생성되면, 멤버변수는 객체 내부에 존재하지만, 멤버함수는 메모리의 한 공간에 별도로 위치한다.

이 함수가 정의된 클래스의 모든 객체가 이를 공유하는 형태를 가진다.

 

🟩 가상함수 테이블

실제 호출되어야 할 함수의 위치정보를 담고 있는 테이블

한 개 이상의 가상함수(virtual 함수)를 포함하는 클래스에 대해서는 컴파일러가 '가상함수 테이블'이라는 것을 만든다.

매 함수호출시마다 이를 참조하게 된다.

 

key : 호출하고자 하는 함수를 구분지어주는 구분자의 역할

value : 구분자에 해당하는 함수의 주소 정보를 알려주는 역할

👉 즉, AAA 객체의 Func() 함수를 호출해야 할 경우, 첫 번째 행의 정보를 참조하여, 0x1024번지에 등록되어 있는 Func1 함수를 호출하게 되는 것 

 

BBB 클래스는 AAA 클래스를 상속받는데, 가상함수 테이블에는 AAA::Func1에 대한 정보가 없음에 주목하자.

즉, 오버라이딩된 가상함수의 주소정보는 유도 클래스의 가상함수 테이블에 포함되지 않는다는 것을 알 수 있다.

 

코드가 실행되면, main 함수가 실행되기 전, 위의 형태로 가상함수 테이블이 메모리 공간에 할당된다.

가상함수 테이블은 멤버함수의 호출에 사용되는 일종의 데이터이기 때문에, 객체의 생성과 상관없이 메모리 공간에 할당된다.

 

이후, main 함수가 호출되어 객체가 생성되고 나면, 위의 구조와 같은 참조 관계를 구성한다.

이와 같이 AAA 객체에는 AAA 클래스의 가상함수 테이블의 주소 값이 저장되고, BBB 객체에는 BBB 클래스의 가상함수 테이블의 주소값이 저장된다. 이는 우리가 실제로 참조하는 것이 아니라, 내부적으로 필요에 의해 참조되는 주소값이다.

✏️ 가상함수 테이블에 의한 속도 저하
가상함수 테이블 생성됨 👉 이 테이블을 참조하여 호출될 함수가 결정됨 👉 실행속도 감소
그러나, 그 차이의 속도가 매우 적고, 또 이러한 단점에도 불구하고, 가상함수는 많은 장점을 제공하기 때문에, 유용하게 활용되고 있다.

 

🟩 다중상속

둘 이상의 클래스를 동시에 상속하는 것으로, 부정적인 의견이 지배적이다. 👉 매우 예외적으로, 제한적으로 사용해야 함

특히 동일한 이름의 멤버가 존재하는 경우, 문제 발생 가능하다.

따라서, 동일한 이름의 함수를 호출할 경우, 이 둘을 상속하는 상위 클래스에 있는 함수를 호출할 경우, 어느 클래스에 정의된 함수를 호출해야 하는지를 명시해야 한다.

 

🌟 가상 상속

class MiddleDerivedOne : virtual Base
class MiddleDerivedTwo : virtual Base

위 구조의 경우에 가상 상속을 하게 되면, Base 클래스의 생성자를 1번만 호출된다.

 

cf. 가상 상속을 하지 않으면 Base 클래스의 멤버가 2번 포함된다. 따라서 이름만 가지고 SimpleFunc() 함수를 호출할 수는 없고, 어떤 클래스를 통해 호출할 것인지 명시해야 한다.

MiddleFuncOne :: SimpleFunc();
MiddleFuncTwo :: SimpleFunc();

 

가상상속을 하게 되면 이름만으로 호출 가능하다.