[C++23 새기능 소개] deducing this

C++23에서는 객체 지향 프로그래밍과 템플릿 프로그래밍을 더욱 유연하게 만들어주는 deducing this 기능이 도입되었습니다. 이번 글에서는 deducing this의 개념과 사용법, 그리고 이전 버전과 비교하여 어떻게 개선되었는지 알아보겠습니다.

deducing this란 무엇인가요?

C++23에서 도입된 deducing this는 멤버 함수의 첫 번째 매개변수로 this 포인터를 명시적으로 선언하고 추론할 수 있게 해주는 기능입니다. 이를 통해 멤버 함수를 템플릿화하거나, const 및 volatile 속성을 유연하게 처리할 수 있습니다. 또한, 함수 오버로딩을 단순화하고, 코드의 중복을 줄일 수 있습니다.

이전 버전에서는 어떻게 했나요?

C++23 이전에는 멤버 함수의 this 포인터가 암시적으로 전달되었으며, 이를 명시적으로 매개변수 목록에 포함할 수 없었습니다. 따라서 this 포인터의 타입에 따라 함수 오버로딩이나 템플릿화를 할 수 없었고, const 및 volatile 속성을 처리하기 위해 여러 버전의 함수를 작성해야 했습니다.

예제: 기존 방식의 멤버 함수 정의

class Widget {
public:
    void show() & {
        std::cout << "Lvalue 객체에서 호출\n";
    }

    void show() && {
        std::cout << "Rvalue 객체에서 호출\n";
    }
};

• 문제점:
  • &와 &&를 사용하여 좌값(lvalue)과 우값(rvalue)에 대한 함수 오버로딩을 해야 합니다.
  • const 및 volatile에 대한 추가 오버로딩이 필요할 수 있어 코드 중복이 발생합니다.
  • 템플릿으로 일반화하기 어렵습니다.

C++23의 deducing this를 사용한 개선

deducing this를 사용하면 멤버 함수의 첫 번째 매개변수로 this를 명시적으로 선언하고, 이를 템플릿 매개변수로 취급할 수 있습니다.

예제: deducing this 사용

#include <iostream>

class Widget {
public:
    void show(this Widget& self) {
        std::cout << "일반 객체에서 호출\n";
    }
};

int main() {
    Widget w;
    w.show(); // 출력: 일반 객체에서 호출
    return 0;
}

• this Widget& self는 this 포인터를 Widget& 타입의 self로 명시적으로 선언합니다.
• 이를 통해 this의 타입을 템플릿으로 추론하거나, 함수 오버로딩을 단순화할 수 있습니다.

어떻게 좋아졌나요?

• 템플릿화 가능: this를 템플릿 매개변수로 취급하여 멤버 함수를 템플릿화할 수 있습니다.
• 코드 중복 감소: const, volatile, &, && 등에 대한 별도의 오버로딩 없이 하나의 함수로 처리할 수 있습니다.
• 가독성 향상: 함수의 매개변수 목록에 this를 명시하여 코드의 의도가 명확해집니다.
• 유연성 증가: this의 타입을 자유롭게 지정하여 다양한 상황에 대응할 수 있습니다.

상세한 예제와 비교

1. const 및 non-const 멤버 함수 통합

기존 방식

class Data {
public:
    int getValue() const {
        return value_;
    }

    int& getValue() {
        return value_;
    }

private:
    int value_;
};

• 문제점:
  • const와 non-const 버전의 함수를 별도로 정의해야 합니다.

C++23 방식

class Data {
public:
    int getValue(this auto&& self) {
        return self.value_;
    }

private:
    int value_;
};

• this auto&& self를 사용하여 const, non-const, lvalue, rvalue 모두를 하나의 함수로 처리합니다.

2. 템플릿 멤버 함수 작성

class Container {
public:
    template <typename T>
    void add(this T&& self, int element) {
        self.elements_.push_back(element);
    }

private:
    std::vector<int> elements_;
};

• 멤버 함수를 템플릿화하여 const, volatile, &, && 등 다양한 상황에 대응할 수 있습니다.
• T는 this의 타입을 추론합니다.

3. 좌값과 우값에 대한 처리

class Widget {
public:
    void process(this Widget& self) {
        std::cout << "좌값 객체 처리\n";
    }

    void process(this Widget&& self) {
        std::cout << "우값 객체 처리\n";
    }
};

int main() {
    Widget w;
    w.process();          // 출력: 좌값 객체 처리
    Widget{}.process();   // 출력: 우값 객체 처리
    return 0;
}

• this의 타입에 따라 함수를 오버로딩할 수 있습니다.
• 이전보다 명확하고 간결하게 코드 작성이 가능합니다.

주의 사항

• 컴파일러 지원: deducing this는 C++23 기능이므로, 이를 지원하는 컴파일러와 표준 라이브러리가 필요합니다.
• 호환성 고려: 기존 코드와의 호환성을 위해 deducing this 사용 시 주의해야 합니다.
• 가독성 유지: 새로운 문법이므로, 팀원들과의 코딩 스타일 합의가 필요할 수 있습니다.

요약

C++23의 deducing this는 멤버 함수에서 this 포인터를 명시적으로 선언하고 추론할 수 있게 해주는 기능으로, 코드의 유연성과 가독성을 향상시킵니다. 이전에는 const나 volatile에 따른 함수 오버로딩이 필요했지만, 이제는 deducing this를 통해 하나의 함수로 다양한 상황에 대응할 수 있습니다. 이를 통해 코드의 중복을 줄이고, 템플릿 프로그래밍의 표현력을 높일 수 있습니다.

 

참고 자료:

• C++23 deducing this 문서
• C++ 공식 웹사이트