6장: 구조체와 메서드

구조체 정의하기

struct는 C에서 기대하는 방식대로 동작하며, 여기에 메서드를 붙일 수 있는 능력이 더해집니다.

struct Point {
    double x;
    double y;

    double length() const;
    void scale(double s);
};

구조체 본문 안에서 메서드는 선언됩니다 — 이름, 매개변수, 반환 타입, 그리고 const인지 여부 — 하지만 정의되지는 않습니다. 정의는 바깥에 있으며, Type::method로 한정합니다.

double Point::length() const {
    return self.x * self.x + self.y * self.y;
}

void Point::scale(double s) {
    self.x = self.x * s;
    self.y = self.y * s;
}

self는 암묵적입니다 — 매개변수로 선언하지 않지만, 모든 메서드 본문 안에서 사용 가능하며 메서드가 호출된 인스턴스를 가리킵니다. const 메서드는 self를 읽기 전용으로 받습니다(필드를 읽을 수는 있지만 대입할 수는 없으며, 다른 어떤 const 바인딩과도 같은 방식으로 강제됩니다). scale처럼 const가 아닌 메서드는 self를 통해 변경할 수 있습니다.

메서드 호출은 익숙한 . 구문을 사용합니다.

struct Point p = {3.0, 4.0};
double len = p.length();     // 25.0 (이 length()는 제곱 길이를 반환합니다)
p.scale(2.0);
// p는 이제 {6.0, 8.0}

내부적으로 메서드는 그저 명시적인 self 매개변수가 앞에 붙은 평범한 함수일 뿐입니다 — p.length()는 Point_length(&p)와 같은 형태로 낮춰지고, p.scale(2.0)은 Point_scale(&p, 2.0)으로 낮춰집니다. 마법 같은 일은 전혀 일어나지 않습니다. C에서 손으로 작성했을 "구조체

• 그것에 대한 포인터를 받는 자유 함수들" 패턴에 문법 설탕을 얹은 것뿐입니다.

연산자 오버로딩

구조체는 operator+(등)라는 이름의 메서드를 정의함으로써 자신의 타입에 대해 +, -, *, /, %, 그리고 비교 연산자가 무엇을 의미하는지 정의할 수 있습니다.

struct Vec2 {
    double x;
    double y;

    Vec2 operator+(Vec2 other) const;
};

Vec2 Vec2::operator+(Vec2 other) const {
    Vec2 result;
    result.x = self.x + other.x;
    result.y = self.y + other.y;
    return result;
}

struct Vec2 a = {1.0, 2.0};
struct Vec2 b = {3.0, 4.0};
struct Vec2 c = a + b;      // {4.0, 6.0} -- Vec2::operator+ 호출

이는 작은 수치/기하 타입(2D/3D 벡터, 복소수, 고정소수점 값)을 다루기 편하게 만들어 주는 정확히 그런 종류의 기능입니다 — 산술 연산을 메서드로 한 번만 작성한 뒤, 코드베이스 곳곳에 흩어진 vec2_add(a, b) 호출 대신 어디서든 평범한 연산자 구문을 사용할 수 있습니다.

구조체와 리전

앞 장과 연결 지어 짚어 둘 만한 것 하나: 구조체의 필드는 각자 독립적인 리전을 갖지 않습니다 — 구조체 전체는 그 변수를 담고 있는 리전에 살게 됩니다. 지역 변수로 선언된 struct Point p는 전체가 &stack 리전 데이터이고, new<Pool>로 할당된 &arena<Pool> struct Point는 필드를 포함해 아레나 안에 삽니다. 스스로 명시적으로 그렇게 만들지 않는 한, 구조체의 한 필드만 몰래 힙에 할당되고 나머지는 스택에 있는 시나리오는 존재하지 않습니다(예를 들어 필드 자체가 &heap T 참조라면, 그 필드는 자신이 속한 구조체와는 별개로 추적할 가치가 있는 독립적인 라이프타임을 갖습니다).

다음: 열거형, 유니온, 매치 — 구조체는 관련된 데이터를 함께 묶어 주고, 열거형과 유니온은 데이터의 대안적인 형태를 표현하며, match는 모든 대안을 안전하게 처리하는 방법입니다.