복합 데이터형 2 : string 클래스

이 단원부터는 공부한 흔적이 하나도 없어서 학습 속도가 이전보다 더 느릴 것 같다. 오후가 되니 공부하기가 싫어지고 슬슬 지쳐간다. 놀고 싶기도 하고 오늘 공부는 여기서 마치고 싶은 마음이 많지만 그래도 조금만 더 힘을 내서 버텨보기로 했다. 딱 한 소장만 공부해 보기로 하며 책상 앞에 다시 앉아본다. 이럴 때는 재미있는 거라도 보는 게 공부가 더 잘되는 것 같기는 하다.
이번 포스트에서는 string 클래스에 대해서 학습해볼 예정이다. C++ 표준은 string 클래스를 추가하여 C++ 라이브러리를 확장시켰다. string 클래스는 배열보다 사용하기가 쉽다. 문자열을 하나의 데이터형으로 나타내는 좀 더 그럴듯한 표현을 제공한다. string 클래스를 사용하려면 프로그램에 string 헤더 파일을 포함시켜야 한다.

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3. string 클래스

 

예제 7번 : strtype1.cpp

 
string 객체와 문자 배열의 가장 큰 차이점은 string 객체를 배열이 아니라 단순한 변수로 선언하는 것이다.
이 클래스 설계는 크기 문제를 프로그램이 자동으로 처리하도록 허용한다. 예를 들어, str1 선언은 길이가 0인 string 객체를 생성한다.

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대입, 결합, 추가

stirng 클래스는 배열보다 조작이 간단하다. 예를 들어, 하나의 배열을 다른 배열에 간단하게 대입할 수 없지만, 하나의 string 객체를 다른 string 객체에 간단하게 대입할 수 있다.

char charr1[20];                 // 빈 배열을 생성한다
char charr2[20] = "jaguar";     // 초기화된 배열을 생성한다
string str1;                   // 빈 string 객체를 생성한다
string str2 = "panther";        // 초기화된 string 객체를 생성한다
str1 = str2;                // 객체를 대입

 
string 클래스는 문자열 결합을 간단하게 처리한다. +연산자를 사용하뎌 두 개의 string 객체를 하나도 결합할 수 있고, += 연산자를 사용하여 기존의 string 객체 끝에 또 다른 string 객체를 덧붙일 수 있다.
 

예제 8번 : strytype2.cpp

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string 클래스의 조작

strcat() 함수를 사용하여 문자열을 문자 배열에 추가할 수 있다.

 

예제 9번 : strtype3.cpp

 
string 클래스는 필요하면 크기를 자동으로 조절하여 배열에 인접한 메모리를 침범하는 문제를 피한다. C 라이브러리는 strcat(), strcpy()와 같은 계통으로 strncat(), strncpy()를 제공한다. 이들은 타깃 배열의 최대 허용 크기를 나타내는 세 번째 매개변수를 제공함으로써 더 안전하게 동작하지만, 그들을 사용한다는 것은 프로그램을 작성할 때 한츰 복잡하다는 것을 의미한다.
문자열에 있는 무자들의 수를 구하는데 서로 다른 문법이 사용된 것에 주목하라.
 

int len1 = str1.size();		// str1의 길이를 구한다
int len2 = strlen(charr1);	// charr1의 길이를 구한다

 
이 문법은 str1이 객체를 나타내고, size()가 클래스 메서드라는 것을 나타낸다. 메서드는 그 메서드와 같은 클래스에 속한 객체에 의해서만 호출될 수 있는 함수이다.
str1은 string 객체이고, size()는 string 메서드이다. 요약하면 C 함수들은 매개변수를 사용하여 어느 문자열으로 사용할 것인지를 나타낸다. C++의 string 클래스 객체는 객체 이름과 도트 연산자를 사용하여 어느 문자열을 사용할 것인지 나타낸다.

 

하지만 이 파일을 실행하며 파일을 불러올 수 없다는 오류가 뜬다. 이 코드는 실행 환경에 따라 몇 가지 주의해야 할 부분이 있다. 이 점을 확인해 보면 다음과 같다.

 

1. strcpy와 strcat 함수 사용

• 이 함수들은 C 스타일 문자열 함수로, 안전하게 사용하려면 배열의 크기를 초과하지 않도록 주의해야 한다.
• 현재 코드에서 charr1의 크기는 20인데, charr2 ("jaguar")와 추가 문자열 (" juice")의 길이를 합쳐도 20을 넘지 않으므로 문제가 발생하지 않음.
• 하지만 배열 크기를 초과하는 입력이 들어가면 버퍼 오버플로우가 발생할 수 있으니, 더 안전한 방법을 사용하는 것이 좋다.

2. str1.size()와 strlen(charr1)의 차이

• str1.size() : C++ string 클래스의 멤버 함수로, 문자열의 길이를 반환함
• strlen(charr1) : C 스타일 문자열의 길이를 계산하는 함수. 널 종료 문자(\0)를 만나기 전까지의 문자 개수를 반환
• 현재 코드에서는 둘 다 정상적으로 작동하므로 문제가 없음

3. 컴파일러 경고 가능성

• 최신 컴파일러에서는 strcpy와 strcat 사용 시 경고가 발생할 수 있음. 이는 보안상 안전하지 않은 함수라는 이유 때문이다.
• 이 경고를 무시하고 사용할 수도 있지만, 더 안전한 함수인 strncpy와 strncat을 권장

4. Windows 환경의 Visual Studio

• Visual Studio에서 strcpy와 strcat 사용 시 기본적으로 비안전 함수 사용 경고가 나올 수 있다. 이를 방지하려면 다음 중 하나를 선택해야 한다.
  1. 비안전 함수 사용 허용
      
  2. 안전한 함수 사용 (위의 strncpy, strncat)

#define _CRT_SECURE_NO_WARNINGS

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실행 후에도 오류가 떠서 strncpy_s, strncat_s로 바꾸었더니 이제 실행이 잘 되었다.

 

 

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string 클래스의 입출력

 

예제 10번 : strtype4.cpp

 

 

입력 이전에 charr 배열에 있는 문자열의 크기는 54로 배열의 크기보다도 크다. 여기서 알아둘 것 2가지

1. 초기화되지 않은 배열의 내용은 정의되지 않는다
2. strlen() 함수는 배열의 첫번째 원소에서 출발하여 널 문자에 도달할 때까지 바이트들을 카운트한다

• 이 경우 배열의 끝을 몇 바이트 자니차고 나서야 첫 널 문자가 나타난다. 초기화되지 않은 데이터에서 첫 널 문자가 나타나는 위치는 본질적으로 랜덤함

 
입력 이전에 str에 들어있는 문자열의 길이가 0인 것에 주목하라. 이것은 초기화되지 않은 string 객체는 자동으로 크기가 0으로 설정되기 때문이다.
 

 

다른 형태의 문자열 상수

C++은 char형 이외이도 wchar_t형을 가지고 있다.
하지만 이 부분은 조금 어려우니 다음에 학습하기로 한다. 이제 구조체에 대해서 살펴볼 것이다.

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학습을 마치고

이 단원은 학습하는데 정말 많은 시간이 걸렸다. 중간에 공부하다 너무나 하기 싫어서 몇 시간씩 놀고 잠을 얼마나 많이 잤는지 모른다. 낮잠을 한 3시간 반은 잤나.. 아무튼 다시 일어나서 공부에 집중할 수 있어서 감사했다. string은 솔직히 C 언어에서도 많이 어려워서 이해하지 못했던 단원이었다. 차근차근 코드를 쳐보고 내용을 정리하며 이제 조금 이해가 되었다.

 

이 학습을 마치고 C 언어 공부를 할 때도 이 부분을 더 학습하게 될 것 같다. C 언어보다 C++이 훨씬 더 간편하고 사용하기 유용하다는 것도 몸소 느끼게 되었다.
빨리 5장 단원으로 넘어가고 싶지만 그래도 구조체까지는 배열과 연관이 있으니 학습을 해볼 생각이다. 그 뒷장은 열거형과 공용체, 포인터 등이 나오는데 지금 학습하기에는 많은 어려움이 있을 것 같았다.