C++ 연산자 오버로딩

연산자 오버로딩(operator overloading)

C++에서는 이전에 배운 함수 오버로딩과 마찬가지 개념으로 연산자에 대해서도 오버로딩을 제공합니다.

 

함수 오버로딩이란 같은 일을 처리하는 함수를 매개변수의 형식을 조금씩 달리하여, 하나의 이름으로 작성할 수 있게 해주는 것입니다.

 

C++은 이러한 오버로딩의 개념을 연산자까지 확대하여, 하나의 연산자를 여러 의미로 사용할 수 있게 해줍니다.

 

C++에서는 연산자 오버로딩을 사용자 정의 타입까지 확장할 수 있으며, 클래스도 하나의 타입임을 확실히 보여줍니다.

 

연산자 함수(operator function)

C++에서는 연산자를 오버로딩하기 위해서 연산자 함수(operator function)라는 것을 사용합니다.

 

 

 

연산자 함수의 문법은 다음과 같습니다.

 

문법

operator오버로딩할연산자(매개변수목록)

 

 

 

연산자 함수는 operator 키워드를 사용하여 연산자를 오버로딩합니다.

 

오버로딩할 연산자는 적법한 C++ 연산자여야 하며, operator 키워드와 공백 없이 연결되어 표시해야 합니다.

 

 

 

이러한 연산자 함수의 장점은 복잡한 함수 이름 대신에 간편하게 연산자를 사용할 수 있다는 점입니다.

 

 

 

다음 예제는 두 지점의 중간 지점의 좌표를 구하는 예제입니다.

 

예제

Position Position::operator-(const Position& other)

 

{

 

return Position((x_ + other.x_)/2, (y_ + other.y_)/2);

 

}

 

위의 예제에서는 뺄셈 연산자(-)를 두 Position 객체 사이의 중간 좌표를 구하는 연산으로 오버로딩하여 사용하고 있습니다.

 

만약 이러한 연산자 오버로딩을 하지 않으면 C++ 컴파일러는 두 Position 객체의 뺄셈 연산은 지원하지 않는다며 오류를 발생시킬 것입니다.

 

연산자 함수의 정의 방법

C++에서 연산자 함수를 정의하는 방법은 다음과 같이 두 가지 방법이 있습니다.

 

 

 

1. 클래스의 멤버 함수로 정의하는 방법

 

2. 전역 함수로 정의하는 방법

 

 

 

이 두 방법의 차이는 인수의 개수뿐만 아니라 private 멤버에 대한 접근 여부도 있습니다.

 

연산자 함수를 전역 함수로 정의해야 할 경우, private 멤버에 대한 접근을 위해 C++에서 제공하는 프렌드 함수를 사용할 수 있습니다.

 

 

 

다음 예제는 앞선 뺄셈 연산자의 오버로딩 예제를 전역 함수로 정의한 예제입니다.

 

예제

Position operator-(const Position& pos1, const Position& pos2)

 

{

 

return Position((pos1.x_ + pos2.x_)/2, (pos1.y_ + pos2.y_)/2);

 

}

 

위의 예제에서는 뺄셈 연산자(-)를 전역 연산자 함수를 사용하여 오버로딩하고 있습니다.

 

하지만 전역 함수는 private 멤버인 x_와 y_에 접근하지 못하므로, friend 키워드를 사용하여 프렌드 함수로 선언하고 있습니다.

 

오버로딩의 제약 사항

C++에서 연산자를 오버로딩할 때에는 다음과 같은 사항을 지켜야 합니다.

 

 

 

1. 전혀 새로운 연산자를 정의할 수는 없습니다.

 

ex) 몫을 나타내기 위한 %%라는 연산자를 새롭게 정의할 수 없습니다.

 

 

 

2. 기본 타입을 다루는 연산자의 의미는 재정의할 수 없으며, 따라서 오버로딩된 연산자의 피연산자 중 하나는 반드시 사용자 정의 타입이어야 합니다.

 

ex) 두 개의 double 형에 대한 덧셈 연산자(+)가 뺄셈을 수행하도록 오버로딩할 수 없습니다.

 

 

 

3. 오버로딩된 연산자는 기본 타입을 다루는 경우에 적용되는 피연산자의 수, 우선순위 및 그룹화를 준수해야 합니다.

 

ex) 나눗셈 연산자(/)는 이항 연산자이므로 단항 연산자로 오버로딩할 수 없습니다.

 

 

 

4. 오버로딩된 연산자는 디폴트 인수를 사용할 수 없습니다.

 

오버로딩할 수 없는 연산자

C++에서는 다음 표의 연산자는 오버로딩할 수 없습니다.

 

연산자	설명
::	범위 지정 연산자
.	멤버 연산자
.*	멤버 포인터 연산자
? :	삼항 조건 연산자
sizeof	크기 연산자
typeid	타입 인식
const_cast	상수 타입 변환
dynamic_cast	동적 타입 변환
reinterpret_cast	재해석 타입 변환
static_cast	정적 타입 변환

멤버 함수로만 오버로딩할 수 있는 연산자

C++에서 다음 표의 연산자는 전역 함수가 아닌 멤버 함수로만 오버로딩할 수 있습니다.

 

연산자	설명
=	대입 연산자
()	함수 호출
[]	배열 인덱스
->	멤버 접근 연산자