[C++] 기본 정리 12 - C++ 범위(유효 범위, 연결, 네임스페이스)

유효 범위 (scope)

= 하나의 변환 단위(translation unit, 파일) 내에서 해당 변수가 사용될 수 있는 범위

• 함수 내에서 선언된 변수 : 함수 내에서만 사용 가능
• 함수 밖에서 선언된 변수 : 변수가 선언된 '이후'에 나오는 모든 함수에서 사용 가능 

 

연결 (linkage)

= 해당 변수를 사용할 수 있는 파일의 접근 가능 여부를 나타냄

• 외부 연결을 갖는 변수 : 여러 파일에서 사용 가능
• 내부 연결을 갖는 변수 : 하나의 파일에서만 사용 가능
• 함수 내에서 선언된 변수 : 함수 밖에선 사용 불가하므로, 연결을 갖지 않음

 

 

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C++ 변수의 종류

 

요약) 출처 : 코딩의 시작, TCP School

 

 

1. 자동 변수 (automatic variable)

• 블록(중괄호 영역) 내에서 선언된 변수를 의미 (함수의 매개변수도 자동 변수에 포함됨)
• 변수가 선언된 블록 내에서만 유효, 블록이 종료되면 메모리에서 사라짐
• 메모리 스택(stack) 영역에 저장됨
• 초기화하지 않으면 쓰레깃값으로 초기화됨
• C언어의 지역 변수와 같은 의미로 사용됨

- 변수의 이름으로 같은 이름을 여러 번 사용하는 것은 매우 잘못된 방법임

- 한 블록 내에서 같은 이름의 변수를 또다시 선언하려 하면, 컴파일러 오류 발생

 

 

2. 레지스터 변수 (register variable)

• 변수를 선언할 때, register 키워드를 붙여 선언
• CPU의 레지스터 메모리에 저장되어 빠르게 접근 가능해짐
• 컴퓨터의 레지스터는 매우 작은 크기의 메모리라서, 레지스터 영역에 변수 선언하기 어려운 경우도 많음 -> 그럴 경우, C 컴파일러는 해당 변수를 그냥 지역 변수로 선언함
• C++11 부터는, 단순히 해당 변수가 자동 변수라는 것을 의미하는 역할로만 사용되는 중

 

3. 정적 변수 (static variable)

• 프로그램 실행 내내 유지되는 변수
• 메모리상의 데이터 영역에 저장되며, 초기화하지 않으면 자동으로 0으로 초기화됨

정적 변수 유형

1. 연결을 가지지 않는 정적 변수
   • 블록 내부에서 static 키워드 사용하여 정의
   • 지역 변수(해당 블록 내에서만 접근 가능)와 전역 변수(단 한번만 초기화됨, 프로그램이 종료돼야 메모리상에서 사라짐)의 특징을 모두 가짐

   • void StaticVar(void)
     {
     	static int count = 1; // 연결을 가지지 않는 정적 변수
     	cout << count << " 번째 호출되었습니다.\n";
     	count++;
     }
     
     StaticVar(); -> 1 번째 호출되었습니다.
     StaticVar(); -> 2 번째 호출되었습니다.
     StaticVar(); -> 3 번째 호출되었습니다.

2. 내부 연결을 가지는 정적 변수
   • 유효 범위를 변환 단위로 갖는 변수에 static 키워드를 사용하여 정의
   • 해당 변수를 포함하고 있는 변환 단위(즉, 현재 파일)에서만 사용 가능
   • 하나의 파일 내의 모든 블록에서 접근/사용할 수 있음

   • static int var; // 내부 연결을 갖는 정적 변수

   • 정적 변수와 같은 이름의 자동 변수가 특정 블록 내에서 선언되기 전까지, 그 블록에서는 정적 변수에 접근할 수 있음
3. 외부 연결을 가지는 정적 변수
   • 유효 범위를 변환 단위로 갖는 변수를 의미
   • 전역 변수(global variable) 또는 외부 변수(extern variable)라고 함
   • 해당 파일뿐 아니라 외부 파일에서도 사용할 수 있는 변수임 (해당 변수를 사용하는 모든 파일에서 각각 extern 키워드를 사용하여 재선언되어야 사용 가능함)

   • [파일1.cpp]
     int var = 10; // 외부 변수 정의
     
     [파일2.cpp]
     extern int var; // 외부 변수를 사용하기 위한 재선언

   • 단일 정의의 원칙 : 여러 파일에서 외부 변수가 사용될 경우, 오직 한 개의 파일에서만 외부 변수에 대한 정의를 할 수 있음

 

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네임스페이스

• 내부 식별자에 사용될 수 있는 유효 범위를 제공하는 선언적 영역을 의미
• 일반적으로 헤더 파일에서 정의되며, 언제나 새로운 이름을 추가할 수 있도록 개방되어 있음
• C++에서는 namespace 키워드를 사용해 사용자가 새로운 네임스페이스를 정의 가능
• 전역 위치, 다른 네임스페이스 내에서도 정의될 수 있으나, 블록 내에서는 정의될 수 없음
• 기본적으로 외부 연결을 가짐

- 전역 네임스페이스 : C++의 파일 수준의 선언 영역

    (일반적으로 식별자의 네임스페이스가 명시되지 않으면, 전역 네임스페이스에 자동으로 포함됨)

- C++ 표준 라이브러리 타입, 함수들은 std 네임스페이스 또는 그 속에 중첩된 네임스페이스에 선언되어 있음

 

 

네임스페이스로의 접근

범위 지정 연산자( :: )를 사용하여, 해당 이름을 특정 네임스페이스로 제한

[namespace.h]
namespace kang {
	void Display();
	int count;
}
namespace kim {
	double display;
	int count;
}

[cpp 파일]
#include "namespace.h"
...
kang::count = 4;
kim::display = 3.14;
kim::count = 100;
...

 

 

간소화된 네임스페이스로의 접근

매번 범위 지정 연산자를 사용하여 이름을 제한하는 것은 매우 불편 & 가독성이 떨어짐

-> C++의 해결책

1. using 지시자 (directive)
   • 명시한 네임스페이스에 속한 이름을 가져와, 범위 지정 연산자 없이도 사용할 수 있게 함
   • 전역 범위에서 사용된 using 지시자 : 해당 네임스페이스의 모든 이름을 전역적으로 사용할 수 있게 함
   • 블록 내에서 사용된 using 지시자 : 해당 블록에서만 해당 네임스페이스의 모든 이름을 사용할 수 있게 함

   • using namespace 네임스페이스이름;

2. using 선언 (declaration)
   • 단 하나의 이름만을 범위 지정 연산자 없이 사용할 수 있게 함
   • using 지시자와 마찬가지로, using 선언이 나타나는 선언 영역에서만 해당 이름을 사용 가능

   • using 네임스페이스이름::이름;

 

 

 

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참고)

코딩의 시작, TCP School

코딩교육 티씨피스쿨