[C++] 대입연산자

대입 연산자(Assignment Operator)는 C++에서 객체를 다른 객체로 복사하거나 값을 할당할 때 사용됩니다. 기본 대입 연산자 외에도 사용자 정의 대입 연산자를 정의하여 클래스 멤버의 복사나 할당 방식을 제어할 수 있습니다. 이 작업은 특히 동적 메모리를 사용하는 클래스에서 중요한 역할을 합니다.

기본 대입 연산자

C++에서는 컴파일러가 기본적으로 제공하는 대입 연산자가 있습니다. 이는 클래스의 멤버 변수를 하나씩 복사하는 "얕은 복사"를 수행합니다. 하지만, 동적 메모리나 리소스를 관리하는 경우, 기본 대입 연산자는 올바르게 동작하지 않을 수 있습니다.

#include <iostream>

class MyClass {
public:
    int value;
};

int main() {
    MyClass obj1;
    obj1.value = 5;

    MyClass obj2;
    obj2 = obj1; // 기본 대입 연산자 호출

    std::cout << "obj2.value: " << obj2.value << std::endl; // 출력: 5

    return 0;
}

사용자 정의 대입 연산자

사용자 정의 대입 연산자를 통해 클래스의 멤버 변수를 올바르게 복사하거나 할당할 수 있습니다. 사용자 정의 대입 연산자를 정의할 때는 다음 사항을 고려해야 합니다:

• 자기 대입 방지: 객체 자신에 대한 대입을 처리합니다.
• 기존 리소스 해제: 대입 전에 기존 리소스를 적절히 해제합니다.
• 깊은 복사: 필요한 경우 멤버 변수를 깊은 복사합니다.

예제: 깊은 복사를 위한 대입 연산자

#include <iostream>

class MyClass {
private:
    int* data;

public:
    // 생성자
    MyClass(int value) : data(new int(value)) {}

    // 소멸자
    ~MyClass() { delete data; }

    // 복사 생성자
    MyClass(const MyClass& other) : data(new int(*other.data)) {}

    // 대입 연산자
    MyClass& operator=(const MyClass& other) {
        if (this == &other) {
            return *this; // 자기 대입 방지
        }

        delete data; // 기존 리소스 해제
        data = new int(*other.data); // 깊은 복사

        return *this;
    }

    // 출력 메서드
    void print() const { std::cout << "Value: " << *data << std::endl; }
};

int main() {
    MyClass obj1(10);
    MyClass obj2(20);

    obj2 = obj1; // 사용자 정의 대입 연산자 호출

    obj1.print(); // 출력: Value: 10
    obj2.print(); // 출력: Value: 10

    return 0;
}

위 예제에서는 data라는 포인터 멤버를 깊은 복사하여 대입 연산자를 정의합니다. delete와 new를 사용하여 기존 리소스를 해제하고 새로운 메모리를 할당하여 복사합니다.

이동 대입 연산자 (Move Assignment Operator)

C++11에서는 이동 의미론을 도입하여 리소스를 효율적으로 이동할 수 있습니다. 이동 대입 연산자는 객체의 소유권을 이동하며, 불필요한 복사를 피합니다.

#include <iostream>
#include <utility> // std::move

class MyClass {
private:
    int* data;

public:
    // 생성자
    MyClass(int value) : data(new int(value)) {}

    // 소멸자
    ~MyClass() { delete data; }

    // 복사 생성자
    MyClass(const MyClass& other) : data(new int(*other.data)) {}

    // 복사 대입 연산자
    MyClass& operator=(const MyClass& other) {
        if (this == &other) {
            return *this; // 자기 대입 방지
        }

        delete data; // 기존 리소스 해제
        data = new int(*other.data); // 깊은 복사

        return *this;
    }

    // 이동 생성자
    MyClass(MyClass&& other) noexcept : data(other.data) {
        other.data = nullptr; // 이동 후 원본 객체의 포인터를 nullptr로 설정
    }

    // 이동 대입 연산자
    MyClass& operator=(MyClass&& other) noexcept {
        if (this == &other) {
            return *this; // 자기 대입 방지
        }

        delete data; // 기존 리소스 해제
        data = other.data; // 리소스 이동
        other.data = nullptr; // 이동 후 원본 객체의 포인터를 nullptr로 설정

        return *this;
    }

    // 출력 메서드
    void print() const { 
        if (data) {
            std::cout << "Value: " << *data << std::endl; 
        } else {
            std::cout << "No value" << std::endl;
        }
    }
};

int main() {
    MyClass obj1(10);
    MyClass obj2(20);

    obj2 = std::move(obj1); // 이동 대입 연산자 호출

    obj1.print(); // 출력: No value
    obj2.print(); // 출력: Value: 10

    return 0;
}

위 예제에서 이동 대입 연산자를 정의하여 객체의 소유권을 효율적으로 이동합니다. std::move를 사용하여 obj1의 데이터를 obj2로 이동하고, obj1은 더 이상 유효한 데이터를 가지지 않습니다.

결론

• 기본 대입 연산자: 컴파일러가 제공하는 대입 연산자로, 멤버 변수를 얕은 복사합니다.
• 사용자 정의 대입 연산자: 클래스의 멤버 변수를 올바르게 복사하거나 할당하기 위해 정의합니다.
• 이동 대입 연산자: 리소스를 효율적으로 이동하기 위해 정의하며, C++11부터 사용 가능합니다.

이러한 연산자들을 올바르게 정의함으로써, 클래스의 복사, 할당, 이동 동작을 제어할 수 있으며, 메모리 누수와 같은 문제를 방지할 수 있습니다.