명시적으로 기본 설정 및 삭제된 함수

아티클
11/16/2023

C++ 11에서 기본 설정 및 삭제된 함수를 사용하면 특수 멤버 함수가 자동으로 생성되는지 여부를 명시적으로 제어할 수 있습니다. 또한 삭제된 함수는 모든 형식의 함수(특수 멤버 함수 및 일반 멤버 함수 및 비회원 함수)에 대한 인수에서 문제가 있는 형식 승격이 발생하지 않도록 하는 간단한 언어를 제공합니다. 그렇지 않으면 원치 않는 함수 호출이 발생합니다.

명시적으로 기본 설정 및 삭제된 함수의 이점

C++에서 컴파일러는 자체 생성자를 선언하지 않는 경우 형식에 대한 기본 생성자, 복사 생성자, 복사 할당 연산자 및 소멸자를 자동으로 생성합니다. 이러한 함수는 특수 멤버 함수라고 하며 C++의 간단한 사용자 정의 형식이 C에서 구조체처럼 동작하도록 합니다. 즉, 추가 코딩 작업 없이 생성, 복사 및 삭제할 수 있습니다. C++11은 언어에 이동 의미 체계를 가져오고 이동 생성자와 이동 할당 연산자를 컴파일러가 자동으로 생성할 수 있는 특수 멤버 함수 목록에 추가합니다.

따라서 단순 형식에는 편리하지만 복합 형식은 종종 하나 이상의 특수 멤버 함수 자체를 정의하므로 다른 특수 멤버 함수가 자동으로 생성되지 않도록 할 수 있습니다. 실제로는 다음과 같습니다.

생성자가 명시적으로 선언된 경우 기본 생성자가 자동으로 생성되지 않습니다.
가상 소멸자가 명시적으로 선언된 경우 기본 소멸자가 자동으로 생성되지 않습니다.
이동 생성자 혹은 이동 할당 연산자가 명시적으로 선언된 경우 다음과 같습니다.
- 복사 생성자가 자동으로 생성되지 않습니다.
- 복사 할당 연산자가 자동으로 생성되지 않습니다.
복사 생성자, 복사 할당 연산자, 이동 생성자, 이동 할당 연산자 또는 소멸자가 명시적으로 선언된 경우 다음과 같습니다.
- 이동 생성자가 자동으로 생성되지 않습니다.
- 이동 할당 연산자가 자동으로 생성되지 않습니다.

참고 항목

또한 C++ 11 표준은 다음 추가 규칙을 지정합니다.

복사 생성자나 소멸자가 명시적으로 선언된 경우 복사 할당 연산자가 자동으로 생성되지 않습니다.
복사 할당 연산자나 소멸자가 명시적으로 선언된 경우 복사 생성자가 자동으로 생성되지 않습니다.

두 경우 모두 Visual Studio는 계속해서 필요한 함수를 암시적으로 자동으로 생성하며 기본적으로 경고를 내보내지 않습니다. Visual Studio 2022 버전 17.7 부터 C5267 을 사용하도록 설정하여 경고를 내보낼 수 있습니다.

이러한 규칙으로 인해 개체 계층 구조에 누수가 발생할 수도 있습니다. 예를 들어 어떤 이유로든 기본 클래스에 파생 클래스에서 호출할 수 있는 기본 생성자( 즉, public 매개 변수를 사용하지 않는 생성자) protected 가 없는 경우 해당 클래스에서 파생된 클래스는 자체 기본 생성자를 자동으로 생성할 수 없습니다.

이러한 규칙은 직접 전달되어야 하는 사용자 정의 형식 및 일반적인 C++ 관용구의 구현을 복잡하게 만들 수 있습니다. 예를 들어 복사 생성자 및 복사 할당 연산자를 비공개로 선언하고 정의하지 않음으로써 사용자 정의 형식을 지정할 수 없게 만들 수 있습니다.

struct noncopyable
{
  noncopyable() {};

private:
  noncopyable(const noncopyable&);
  noncopyable& operator=(const noncopyable&);
};

C++11 이전에는 이 코드 조각이 범위가 지정 불가능한 형식의 idiomatic 형식이었습니다. 그러나 다음과 같은 몇가지 문제가 있습니다.

복사 생성자를 숨기려면 복사 생성자를 비공개로 선언해야 하지만, 복사 생성자가 전혀 선언되어 있으므로 기본 생성자의 자동 생성이 방지됩니다. 기본 생성자가 아무 작업도 수행하지 않는 경우에도 원하면 명시적으로 정의해야 합니다.
명시적으로 정의된 기본 생성자가 아무 것도 수행하지 않더라도 컴파일러는 이 생성자를 사소한 것으로 간주합니다. 기본 생성자를 자동으로 생성하는 것보다 덜 효율적이며 noncopyable이 진정한 POD 형식이 되지 않습니다.
복사 생성자 및 복사 할당 연산자는 외부 코드로부터 숨겨지지만 멤버 함수와 noncopyable의 friend에서는 보고 호출할 수 있습니다. 선언되었지만 정의되지 않은 경우 호출하면 링커 오류가 발생합니다.
일반적으로 허용되는 관용구이지만 특수 멤버 함수의 자동 생성에 대한 모든 규칙을 이해하지 않는 한 의도는 명확하지 않습니다.

C++11에서는 보다 간단한 방식으로 범위를 지정할 수 없는 관용구를 구현할 수 있습니다.

struct noncopyable
{
  noncopyable() =default;
  noncopyable(const noncopyable&) =delete;
  noncopyable& operator=(const noncopyable&) =delete;
};

C++11 이전 관용구 문제를 해결하는 방법을 확인합니다.

기본 생성자의 생성은 복사 생성자를 선언하여 예방되지만 명시적으로 기본값으로 지정하여 되돌릴 수 있습니다.
명시적으로 기본값으로 지정된 특수 멤버 함수는 여전히 사소한 것으로 간주되므로 성능 저하 noncopyable 가 없으며 실제 POD 형식이 되는 것을 방지하지 않습니다.
복사 생성자 및 복사 할당 연산자는 public이지만 삭제됩니다. 삭제된 함수를 정의하거나 호출하는 것은 컴파일 시간 오류입니다.
이 의도는 =default 및 =delete를 이해하는 사용자에게 명확하게 전달됩니다. 특수 멤버 함수의 자동 생성 규칙을 이해할 필요가 없습니다.

이동 불가능하거나 동적으로만 할당할 수 있거나 동적으로 할당할 수 없는 사용자 정의 형식을 만들기 위한 유사한 관용구가 있습니다. 이러한 각 관용구에는 유사한 문제가 발생하는 C++11 이전의 구현이 있으며, C++11에서 기본 설정 및 삭제된 특수 멤버 함수 측면에서 구현하여 유사하게 해결할 수 있습니다.

명시적으로 기본 설정된 함수

특수 멤버 함수를 기본값으로 지정하여 특수 멤버 함수가 기본 구현을 사용한다고 명시적으로 명시하거나, 비공개 액세스 한정자를 사용하여 특수 멤버 함수를 정의하거나, 다른 상황에서 자동 생성이 금지된 특수 멤버 함수를 복원할 수 있습니다.

다음 예제와 같이 선언하여 특수 멤버 함수를 기본 설정합니다.

struct widget
{
  widget()=default;

  inline widget& operator=(const widget&);
};

inline widget& widget::operator=(const widget&) =default;

인라인 가능하면 클래스 본문 외부에서 특수 멤버 함수를 기본값으로 사용할 수 있습니다.

trivial 특수 멤버 함수의 성능 이점으로 인해 기본 동작을 원하는 경우 비어 있는 함수 본문보다 자동으로 생성된 특수 멤버 함수를 사용하는 것이 좋습니다. 이렇게 하려면 특수 멤버 함수를 명시적으로 기본 설정하거나 특수 멤버 함수를 선언하지 않고 자동으로 생성될 수 없도록 하는 다른 특수 멤버 함수도 선언하지 않을 수 있습니다.

삭제된 함수

특수 멤버 함수와 일반 멤버 함수 및 비회원 함수를 삭제하여 정의되거나 호출되지 않도록 할 수 있습니다. 특수 멤버 함수를 삭제하면 컴파일러가 원하지 않는 특수 멤버 함수를 생성하지 못하도록 방지하는 클린 방법을 제공합니다. 함수는 선언된 대로 삭제해야 합니다. 나중에 함수를 선언한 다음 나중에 기본값으로 설정할 수 있는 방식으로 삭제할 수 없습니다.

struct widget
{
  // deleted operator new prevents widget from being dynamically allocated.
  void* operator new(std::size_t) = delete;
};

일반 멤버 함수 또는 비회원 함수를 삭제하면 문제가 있는 형식 승격으로 인해 의도하지 않은 함수가 호출되지 않습니다. 이 기능은 삭제된 함수가 오버로드 확인에 계속 참여하고 형식이 승격된 후 호출될 수 있는 함수보다 더 우수한 일치를 제공하기 때문에 작동합니다. 함수 호출은 보다 구체적이지만 삭제된 함수가 되고 컴파일러 오류를 발생시킵니다.

// deleted overload prevents call through type promotion of float to double from succeeding.
void call_with_true_double_only(float) =delete;
void call_with_true_double_only(double param) { return; }

앞의 샘플에서 인수를 사용하여 호출 call_with_true_double_only 하면 컴파일러 오류가 발생하지만 인수를 사용하여 int 호출 call_with_true_double_only 하는 것은 그렇지 않습니다int. 이 경우 의도한 것이 아니더라도 인수가 함수 버전으로 intdouble 승격되고 함수 버전을 성공적으로 호출 double 합니다.float 이중이 아닌 인수를 사용하여 이 함수를 호출하면 컴파일러 오류가 발생하도록 하려면 삭제된 함수의 템플릿 버전을 선언할 수 있습니다.

template < typename T >
void call_with_true_double_only(T) =delete; //prevent call through type promotion of any T to double from succeeding.

void call_with_true_double_only(double param) { return; } // also define for const double, double&, etc. as needed.

명시적으로 기본 설정 및 삭제된 함수