[Effective C++] 항목 24 : 타입 변환이 모든 매개변수에 대해 적용되어야 한다면 비멤버 함수를 선언하자

클래스에서 암시적 타입 변환을 지원하는 것은 일반적으로 안 좋다.

이 규칙에도 예외가 있는데, 가장 흔한 예외 중 하나가 숫자 타입을 만들 때이다.

예를 들어 유리수를 나타내는 클래스에서, 정수에서 유리수로의 암시적 변환은 크게 잘못된 것은 아닐 것이다. C++가 기본으로 제공하는 int -> double 변환과 별반 다르지 않기 때문이다.

다음은 이런 결정에 따라 만든 Rational 클래스이다.

class Rational { public:            Rational(                      int numerator = 0, // 생성자에 일부러 explicit 를 붙이지 않았습니다.                      int denominator = 1); // int에서 Rational로의 암시적 변환을 허용하기 위함.                                 int numerator() const // 분자 및 분모에 대한 접근용 함수.            int denominator() const // (22) private:            ... };

유리수를 나타내는 클래스이므로 덧셈, 곱셈 등 수치 연산을 기본으로 제공하려고 한다.그런데 이들을 어떤 식으로 지원해야 할까? 멤버함수? 비멤버함수? 비멤버 프렌드 함수?

먼저, operator*를 Rational의 멤버 함수로 만드는 예.

class Rational { public:            ...            const Rational operator* (const Rational& rhs) const; (3)(20)(21)참고 };

이렇게 설계해 두면 유리수 곱셈을 아주 쉽게 할 수 있다.

Rational oneEnglish(1, 8); Rational oneHalf(1, 2); Rational result = oneHalf * oneEnglish; // ok result = result * oneEnglish; // ok

혼합형(mixed-mode) 수치 연산도 가능하게 하고 싶다. 즉, Rational을 int 같은 것과도 곱하고 싶다.. 하지만 혼합형 수치 연산은 에러가 나타난다.

result = oneEnglish * 2; // ok result =  2 * oneHalf; // error

곱셈은 교환법칙이 성립해야 하는데…

위 원인은 예제를 함수 형태로 바꾸어 써 보면 바로 드러납니다.

result = oneHalf.operator(2); // ok result = 2.operator*(oneHalf); // error

첫 줄에서 oneHalf 객체는 operator* 함수를 멤버로 갖고 있는 클래스의 인스턴스이므로, 컴파일러는 이 함수를 호출합니다.하지만 2번째줄에서 정수 2에는 클래스 같은 것이 연관되어 있지 않기 때문에, operator* 멤버 함수도 있을 리가 없습니다.컴파일러는 아래처럼 호출할 수 있는 비멤버 버전의 operator*(네임스페이스 혹은 전역 유효범위에 있는 operator*)도 찾아봅니다.

Result = operator * (2, oneHalf); // error

예제에서 int와 Rational을 취하는 비멤버 버전의 operator*가 없으므로 탐색은 실패하고 컴파일에러가 나게 된다.

암시적 타입 변환(implicit type conversion). 컴파일러는 Rational::operator* 에서 int가 넘겨졌으며, 함수 쪽에선 Rational을 요구한다는 사실을 알고 있고, 이 int를 Rational 클래스의 생성자에 주어 호출하면 Rational로 둔갑할 수 있다는 사실도 알고 있다. 즉, 다음과 같이 작성된 코드인 것이다.

const Rational temp(2); // 2롤부터 임시 Rational 객체를 생성한다. result = oneHalf * temp; // oneHalf.operator*(temp); 와 같다.

물론 컴파일러가 이렇게 동작한 것은 명시호출(explicit)로 선언되지 않은 생성자각 있기 때문이다.
Rational 생성자가 만약 명시호출 생성자였으면 다음의 코드 중 어느 쪽도 컴파일 되지 않는다

.result =  oneHalf * 2; // error(명시호출 생성자에 의해) 2를 Rational로 바꿀수 없다.. result =  2 * oneHalf; // error(문제도 같다)

이렇게 하면 혼합형 수치 연산은 지원되지 않지만, 최소한 2문장의 동작은 일관되게 유지된다.

등작도 일관되게 유지하고, 혼합형 수치 연산도 제대로 지원해야 한다.즉 위 2문장이 전부 컴파일 되어야 한다.암시적 타입 변환에 대해 매개변수가 먹혀 들려면, 매개변수 리스트에 들어 있어야만 한다는 것입니다. 그러니까 호출되는 멤버 함수를 갖고 있는 (즉, this가 가리키는) 객체에 해당하는 암시적 매개변수에는 암시적 변환이 먹히지 않습니다.

혼합형 수치 연산을 지원하려고 할 때, 바로 operator*를 비멤버 함수로 만들어서, 컴파일러 쪽에서 모든 인자에 대해 암시적 타입 변환을 수행하도록 내버려 두는 것입니다.

class Rational {            ...  // operator* 가 없다. }; const Rational operator* (const Rational& lhs, const Rational& rhs) // 이제는 비멤버 함수임. {            return Rational(lhs.numerator() * rhs.numerator(),                                 lhs.denominator()( * rhs.denominator()); } Rational oneHalf(1, 2); Rational result; result = oneHalf * 2; // 이건 원래 ok. result = 2 * oneHalf; // ok

operator* 함수는 Rational 클래스의 프렌드 함수로 두어도 될까요?지금의 예제에서는 ‘아니오’라고 해야 옳습니다.
operator*는 완전히 Rational의 public 인터페이스만을 써서 구현할 수 있기 때문입니다.

l  어떤 함수에 들어가는 모든 매개변수(this 포인터가 가리키는 객체도 포함해서)에 대해 타입 변환을 해 줄 필요가 있다면, 그 함수는 비멤버이어야 합니다.