가상 함수(virtual functions)는 C++에서 다형성(polymorphism)을 구현하는 데 사용되는 강력한 기능입니다. 이러한 가상 함수는 객체 지향 프로그래밍에서 서브 클래스(subclass)에서 적절한 메서드를 호출할 수 있게 해 줍니다. 이 기능을 통해 프로그래머는 다양한 객체를 동일한 인터페이스로 다루고, 객체 간의 관계를 더 쉽게 관리할 수 있습니다.
가상 함수와 메모리 관리
가상 함수는 런타임 다형성을 지원하고 이를 위해 메모리 관리를 동적으로 처리합니다. 일반적으로, 객체들은 메모리의 힙(heap) 영역에 동적으로 할당되며, 이에 따라 가상 함수 테이블(virtual function table, vtable)도 힙에 할당됩니다. 이 vtable은 객체의 가상 함수에 대한 포인터를 포함하고 있으며, 프로그램이 실행될 때 해당 함수를 호출하는 데 사용됩니다.
가상 함수의 메모리 관리에는 추가적인 오버헤드가 발생할 수 있으므로 프로그래머는 이러한 성능 문제를 고려해야 합니다. 또한, 가상 함수는 객체의 크기를 증가시키는 요소가 될 수 있으므로 이러한 메모리 관리 측면도 고려해야 합니다.
예시
가상 함수와 메모리 관리에 대한 간단한 예시를 통해 이를 이해해 보겠습니다.
#include <iostream>
class Base {
public:
virtual void show() { std::cout << "Base show() called" << std::endl; }
};
class Derived : public Base {
public:
void show() override { std::cout << "Derived show() called" << std::endl; }
};
int main() {
Base *basePtr;
Derived derivedObj;
basePtr = &derivedObj;
basePtr->show();
return 0;
}
이 예시에서 Base 클래스와 Derived 클래스는 가상 함수를 이용해 다형성을 구현하고 있습니다. main 함수에서 basePtr은 Derived 객체를 가리키고 있지만, Base 클래스의 포인터로 사용되고 있습니다. 런타임에 호출되는 함수는 실제로 Derived 클래스의 함수입니다.
요약
가상 함수는 C++에서 강력한 다형성을 제공하기 위해 사용되며, 이를 위해 메모리 관리가 동적으로 처리됩니다. 프로그래머는 이를 효과적으로 활용하면서도 메모리 관리 측면에서의 성능 문제를 고려해야 합니다.