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개발 이야기/C++ · 2024. 12. 6. fullscreen 넓게보기

C++26 지금까지 알려진 사실

C++26은 C++ 표준화의 다음 단계로, 2026년에 공식 발표될 예정입니다. 현재까지 알려진 주요 언어 및 라이브러리 기능과 개선 사항을 자세히 설명하고 예제를 포함하여 정리하겠습니다.

주요 기능

1. 리플렉션 (Reflection)

리플렉션은 프로그램이 자신의 구조와 동작을 검사하고 수정할 수 있는 기능입니다. C++26에서는 리플렉션을 통해 메타프로그래밍을 더욱 쉽게 할 수 있도록 지원합니다.

주요 특징:

  • 클래스, 함수, 변수 등의 메타데이터에 접근 가능.
  • 타입 정보 및 멤버 정보의 동적 조회.

예제:

#include <iostream>
#include <type_traits>

template<typename T>
void print_type_info() {
    std::cout << "Type: " << typeid(T).name() << "\n";
    if constexpr (std::is_class_v<T>) {
        std::cout << "This is a class type.\n";
    }
}

class MyClass {};

int main() {
    print_type_info<int>();       // Type: int
    print_type_info<MyClass>();   // Type: MyClass
}

2. 계약 (Contracts)

계약은 함수나 클래스의 전제조건(preconditions), 후조건(postconditions), 불변조건(invariants)을 명시적으로 정의할 수 있는 기능입니다. 이를 통해 코드의 안정성을 높이고, 오류를 사전에 방지할 수 있습니다.

주요 특징:

  • 계약 위반 시 컴파일 타임 또는 런타임에 오류 발생.
  • 코드의 의도를 명확히 하여 유지보수성을 향상.

예제:

#include <iostream>
#include <cassert>

void set_age(int age) {
    // 전제조건: 나이는 0 이상이어야 함
    assert(age >= 0);

    // 후조건: 나이가 설정됨
    std::cout << "Age set to " << age << "\n";
}

int main() {
    set_age(25);  // 정상 동작
    set_age(-5);  // 실패: 전제조건 위반
}

3. std::execution

std::execution은 비동기 실행을 관리하기 위한 표준 프레임워크로, 다양한 실행 리소스에서 비동기 작업을 효율적으로 처리할 수 있도록 지원합니다.

주요 특징:

  • 비동기 작업을 쉽게 작성하고 관리할 수 있는 API 제공.
  • 다양한 실행 정책을 통해 성능 최적화 가능.

예제:

#include <iostream>
#include <future>
#include <vector>
#include <algorithm>

void process_data(int data) {
    std::cout << "Processing data: " << data << "\n";
}

int main() {
    std::vector<int> data = {1, 2, 3, 4, 5};

    // 비동기 작업으로 데이터 처리
    std::vector<std::future<void>> futures;
    for (auto d : data) {
        futures.push_back(std::async(std::launch::async, process_data, d));
    }

    // 모든 작업 완료 대기
    for (auto& fut : futures) {
        fut.get();
    }
}

언어 개선 사항

1. 템플릿 시스템 개선

C++26에서는 템플릿 팩(pack)에서 요소를 인덱싱할 수 있는 새로운 문법이 추가됩니다. 이를 통해 템플릿 메타프로그래밍이 더 강력해집니다.

예제:

#include <iostream>
#include <tuple>

template<typename... T>
void print_tuple(const std::tuple<T...>& t) {
    std::apply([](const auto&... args) {
        ((std::cout << args << ' '), ...);
    }, t);
}

int main() {
    auto my_tuple = std::make_tuple(1, 2.5, "Hello");
    print_tuple(my_tuple);  // 출력: 1 2.5 Hello 
}

2. 구조적 바인딩 개선

구조적 바인딩에서 속성(attribute)을 허용하고 _를 사용해 값을 무시할 수 있습니다. 조건문에서도 구조적 바인딩을 사용할 수 있습니다.

예제:

#include <iostream>
#include <tuple>

std::tuple<int, double> get_values() {
    return {42, 3.14};
}

int main() {
    auto [x, _] = get_values();  // 두 번째 값은 무시
    std::cout << "First value: " << x << "\n";  // 출력: First value: 42
}

3. static_assert 메시지 개선

C++26에서는 static_assert의 두 번째 매개변수로 사용자 정의 메시지를 지원합니다.

예제:

#include <iostream>
#include <type_traits>

template<typename T>
void check_type() {
    static_assert(std::is_integral<T>::value, "T must be an integral type");
}

int main() {
    check_type<int>();   // 정상 작동
    check_type<double>(); // 컴파일 오류 발생: T must be an integral type
}

4. 정의되지 않은 동작(UB) 제거

C++26에서는 문자열 리터럴 처리 시 정의되지 않은 동작을 제거합니다. 잘못된 문자열 리터럴은 ill-formed로 간주됩니다.

예제:

const char* str = nullptr; // 잘못된 문자열 리터럴 사용

// C++26에서는 이 코드가 ill-formed로 간주됨.

5. 기타 언어 변경 사항

  • constexpr 코드에서 void 포인터 사용 허용.
  • = delete 구문에 사용자 정의 메시지 추가 가능:
    void func() = delete("This function is not allowed");

라이브러리 개선 사항

1. 새로운 헤더 추가

C++26에서는 여러 새로운 헤더가 추가됩니다.

  • <debugging>: 디버깅 지원 (breakpoint() 함수 제공).

    예제:

    #include <debugging>

int main() {
    breakpoint();  // 디버거에서 중단점 설정
    return 0;
}

  • <linalg>: BLAS 기반의 선형대수 인터페이스 제공.

    예제: (가상의 예시)

    #include <linalg>

int main() {
    auto result = linalg::dot_product(vec1, vec2);
    std::cout << "Dot product: " << result << "\n";
    return 0;
}

2. 새로운 함수 및 클래스

  • std::copyable_function:

    복사 가능한 함수 객체를 위한 클래스입니다.

    예제:

    #include <copyable_function>

int main() {
    std::copyable_function<void(int)> func = [](int x) { std::cout << x; };
    func(10); // 출력: 10
    return 0;
}

  • std::submdspan():

    다차원 배열(span)의 부분 뷰를 지원합니다.

    예제: (가상의 예시)

     #include <span>

 int main() {
     int arr[5] = {1, 2, 3, 4, 5};
     auto subspan = std::span(arr).subspan(1, 3); // {2,3,4}
     for (auto val : subspan) {
         std::cout << val << ' ';
     }
     return 0;
 }

3. 기존 라이브러리의 확장

  • std::charconv:

    숫자 변환 성능 개선.

    예제: 

     #include <charconv>
 #include <iostream>

 int main() {
     const char* str = "12345";
     int value;
     auto [ptr, ec] = std::from_chars(str, str + strlen(str), value);
     if (ec == std::errc()) {
         std::cout << "Converted value: " << value << "\n"; // 출력: Converted value: 12345 
     }
     return 0;
 }

  • Saturation Arithmetic:

    오버플로우 방지를 위한 산술 연산 (std::add_sat, std::sub_sat 등).

    예제: 

     #include <iostream>

 int add_saturated(int a, int b) {
     return (a > INT_MAX - b) ? INT_MAX : a + b; 
 }

 int main() {
     int result = add_saturated(INT_MAX, 1);
     std::cout << "Saturated result: " << result; // 출력: Saturated result: INT_MAX 
     return 0;
 }

추가적인 변경 및 개선

1. 성능 및 안전성 강화

C++26에서는 더 많은 타입이 맵(map)의 키로 사용 가능하도록 확장됩니다.

예제: 

#include <map>
#include <string>

struct MyKey { 
    int id; 
};

struct MyKeyHash { 
    size_t operator()(const MyKey& k) const { return std::hash<int>()(k.id); } 
};

int main() {
    std::unordered_map<MyKey, std::string, MyKeyHash> my_map;
    my_map[{1}] = "Value for key with id=1";

    std::cout << my_map[{1}] << "\n"; // 출력: Value for key with id=1 
}

2. 사용자 경험 향상

C++26에서는 문자열 및 문자열 뷰 연결(views::concat)이 지원됩니다.

예제: 

#include <iostream>
#include <ranges>
#include <vector>

int main() {
    std::vector<int> v1 = {1, 2};
    std::vector<int> v2 = {3, 4};

    auto combined = v1 | std::views::concat(v2);

    for (auto val : combined) {
        std::cout << val << ' '; // 출력: 1 2 3 4 
    }
}

C++26의 의의와 전망

C++26은 C++23 이후의 발전된 기능들을 통해 현대적인 프로그래밍 요구사항을 충족시키는 데 중점을 두고 있습니다. 특히 리플렉션과 계약은 C++ 개발 방식을 근본적으로 변화시킬 가능성이 있으며 비동기 실행(std::execution)은 병렬 및 비동기 프로그래밍의 표준화를 이끌 것으로 기대됩니다.

현재도 GCC와 Clang에서 일부 기능을 실험적으로 사용할 수 있으며 C++26 표준화 작업은 계속 진행 중입니다. 이러한 변경사항들은 C++ 개발자들에게 더 나은 도구와 패러다임을 제공하여 효율적이고 안전한 소프트웨어 개발을 가능하게 할 것입니다.

관련 링크:
[1] https://lwn.net/Articles/979870/
[2] https://www.youtube.com/watch?v=CwYILWyTRMQ
[3] https://devclass.com/2024/11/12/iso-c-chair-herb-sutter-leaves-microsoft-declares-forthcoming-c-26-most-impactful-release-since-c11/
[4] https://www.perforce.com/blog/qac/misra-cpp-history
[5] https://cppdepend.com/blog/c26-is-coming-but-what-are-the-major-features-that-have-been-added-to-c-since-c11/
[6] https://www.modernescpp.com/index.php/c26-the-next-c-standard/
[7] https://en.wikipedia.org/wiki/C++26

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