템플릿 (template)

템플릿이란?

함수나 클래스를 개별적으로 다시 작성하지 않아도, 여러 자료형으로 사용할 수 있도록 하게 만들어 놓은 틀.
함수 템플릿(Function Template)와 클래스 템플릿(Class Template) 로 나누어짐.

일반화 프로그래밍

데이터 대신 프로그램의 알고리즘에 중점을 두는 기법
현대 프로그래밍 언어가 가지는 중요한 특징

함수 템플릿

T 자리에 서로 다른 타입을 넣을 수 있음. 이를 이용해 좀 더 코드를 일반화 시킬 수 있음.

cpp

template <typename T>
T sum (T a, T b) {
	return a + b;
}

// + 연산이 적용된 타입이면 무조건 accept.
// 타입에 신경쓰지 않는다.

함수 템플릿의 인스턴스화

함수 템플릿이 처음으로 호출될 때, c++ 컴파일러는 해당 타입의 인스턴스를 생성.
이렇게 생성된 인스턴스는 해당 타입에 대해 특수화된 템플릿 함수

명시적 특수화

특정한 함수 템플릿에 대해 특별한 동작을 정의할 수 있게 해주는 것
컴파일러는 호출된 함수에 대해 대응하는 정의를 발견하면, 해당 정의를 사용.’

예시는 다음과 같다.

cpp

// 기본적인 함수 템플릿
template <typename T> void Swap(T& a, T& b);

// double 타입인 경우 다른 동작을 한다
template <> void Swap<double>(double&, double&) { ... };

클래스 템플릿

클래스의 일반화된 선언.

타입에 따라 다르게 동작하는 클래스 집합을 만들 수 있음.

cpp

template <typename T> 
class Data {
	private:
		T data_;

	public:
		Data(T dt);
		data(T dt);
		T get_data();
};

중첩 클래스 템플릿

클래스 또는 클래스 템플릿 내에 또 다른 템플릿을 중첩해 정의하는 것
- 이를 멤버 템플릿이라고 한다.
- 멤버 템플릿 중 클래스 템플릿을 중첩 클래스 템플릿 이라고 함.
이러한 중첩 클래스 템플릿은 바깥쪽 클래스의 범위 내에서 클래스 템플릿으로 선언.
ㄴㄴ정의는 바깥쪽 클래스의 범위 내에서뿐만 아니라 범위 밖에서도 가능

cpp

template <typename T>
class X
{
    template <typename U>
    class Y {...}
    ...
}

int main(void)
{
	...
}

template <typename T>
template <typename U>

X<T>::Y<U>::멤버함수이름()
{
	...
}

클래스 템플릿의 특징

하나 이상의 템플릿 인수를 가지는 클래스 템플릿 선언 가능
디폴트 템플릿 인수를 명시 가능
클래스 템플릿을 기초 클래스로 하여 상속 가능

명시적 특수화

클래스 템플릿은 함수 템플릿과 마찬가지로 특정 타입이나 값의 템플릿 인수에 대하여 특수화할 수 있음.

이렇게 특수화를 명시하면, 해당 타입에 대한 특별한 동작을 정의 가능
컴파일러는 전달된 인수에 정확히 대응하는 특수화된 정의를 발견하면, 더는 다른 템플릿을 찾지 않고 해당 정의를 사용.

부분 특수화(partial specialization)

만약 템플릿 인수가 두 개 이상이고, 그중 일부에 대해서만 특수화를 해야 할 때는 부분 특수화(partial specialization)를 사용할 수 있다.

먼저 template 키워드 다음에 나오는 꺾쇠괄호(<>)에 특수화하지 않는 타입의 템플릿 인수를 명시.
그리고서 다음에 나오는 꺾쇠괄호(<>)에 특수화하는 타입을 명시하면 됨.