C++ 상속(Inheritance) 개념 및 사용법

상속(Inheritance)의 개념

C++에서 상속은 객체 지향 프로그래밍의 중요한 기법 중 하나로, 기존의 클래스(부모 클래스)의 속성과 기능을 새로운 클래스(자식 클래스)가 그대로 이어받아 사용할 수 있게 합니다. 이렇게 함으로써 코드의 중복을 줄이고, 더욱 효율적인 개발이 가능하게 됩니다. 상속을 통해 클래스 간의 관계를 형성하고, 이를 통해 객체 간의 계층 구조를 명확히 할 수 있습니다.

상속의 필요성

프로그램 내에서 공통적인 속성과 기능을 가진 여러 클래스를 정의할 경우, 해당 기능을 각 클래스에 반복해서 구현할 필요가 있습니다. 하지만 상속을 활용하면 상위 클래스에 정의된 내용을 하위 클래스에서 재사용할 수 있어 코드의 유지보수와 관리가 용이해집니다.

상속의 종류

C++에서는 여러 가지 형태의 상속이 있습니다. 기본적으로 단일 상속, 다중 상속, 그리고 가상 상속으로 나눌 수 있습니다.

• 단일 상속: 하나의 부모 클래스에서 한 개의 자식 클래스를 정의합니다.
• 다중 상속: 두 개 이상의 부모 클래스를 상속받는 자식 클래스를 의미합니다.
• 가상 상속: 다중 상속 상황에서 발생할 수 있는 문제를 해결하기 위한 방법입니다.

단일 상속

단일 상속은 C++에서 가장 기본적인 형태입니다. 자식 클래스는 부모 클래스로부터 모든 멤버와 메서드를 상속받으며, 필요에 따라 추가적인 기능을 정의할 수 있습니다.

다중 상속

한 자식 클래스가 두 개 이상의 부모 클래스를 상속받을 수 있는 것을 다중 상속이라고 합니다. C++는 이 기능을 지원하지만, 다중 상속은 프로그래머들 사이에서 논란이 되고 있습니다. 이는 서로 다른 부모 클래스에 동일한 이름의 멤버가 존재할 경우 혼동이 발생할 수 있기 때문입니다. 아래 예제를 통해 이를 살펴보겠습니다:

#include <iostream>
using namespace std;
class BaseOne {
public:
  void SimpleFunc() { cout << "BaseOne" << endl; }
};
class BaseTwo {
public:
  void SimpleFunc() { cout << "BaseTwo" << endl; }
};
class MultiDerived : public BaseOne, public BaseTwo {
public:
  void ComplexFunc() {
    BaseOne::SimpleFunc();
    BaseTwo::SimpleFunc();
  }
};
int main() {
  MultiDerived md;
  md.ComplexFunc();
  return 0;
}

위의 코드에서 다중 상속을 통해 BaseOne과 BaseTwo를 상속받은 MultiDerived 클래스는 각 부모 클래스의 메서드를 명확하게 호출할 수 있습니다.

상속에서의 접근 제어자

C++에서는 상속을 할 때 접근 제어자를 활용하여 부모 클래스의 멤버가 자식 클래스에서 어떻게 노출될지를 결정할 수 있습니다. 접근 제어자는 주로 다음과 같은 세 가지 유형으로 나뉩니다:

• public 상속: 부모 클래스의 public 멤버는 자식 클래스에서도 public으로 유지됩니다.
• protected 상속: 부모 클래스의 public 및 protected 멤버는 자식 클래스에서 protected로 변경됩니다.
• private 상속: 부모 클래스의 모든 멤버가 private으로 변경되어 자식 클래스 외부에서는 접근할 수 없습니다.

상속과 생성자 및 소멸자

상속을 활용하는 경우, 자식 클래스의 생성자가 호출될 때 부모 클래스의 생성자도 먼저 호출되어야 합니다. 이는 부모 클래스의 자원과 초기화가 먼저 이루어져야 자식 클래스가 이를 활용할 수 있기 때문입니다. 다음 예제를 통해 확인해보겠습니다:

#include <iostream>
using namespace std;
class Base {
public:
  Base() { cout << "Base constructor called" << endl; }
};
class Derived : public Base {
public:
  Derived() { cout << "Derived constructor called" << endl; }
};
int main() {
  Derived d; // Base constructor가 먼저 호출됨
  return 0;
}

가상 상속의 필요성

다중 상속을 사용할 때, 동일한 부모 클래스를 상속받은 여러 자식 클래스가 같은 멤버를 가지게 되면 혼란이 발생할 수 있습니다. 이를 ‘다이아몬드 문제’라고 부르며, 가상 상속을 통해 해결할 수 있습니다. 가상 상속을 사용하면 공통의 부모 클래스가 여러 번 상속되는 경우에도 단 하나의 부모 클래스 인스턴스만 유지됩니다.

상속의 장점과 단점

상속을 사용하면 다음과 같은 장점이 있습니다:

• 코드를 재사용할 수 있어 개발 효율성이 높아집니다.
• 클래스 간의 관계를 명확히 하여 유지보수가 용이해집니다.
• 기존 클래스를 수정해도 이를 상속받는 클래스는 자동으로 개선됩니다.

그러나 단점도 존재합니다:

• 상속 구조가 복잡해질 경우, 클래스의 의존성이 증가하여 이해하기 어려워질 수 있습니다.
• 잘못된 상속은 코드의 오작동을 유발할 수 있습니다.

결론

C++의 상속 개념은 객체 지향 프로그래밍을 이해하는 데 중요한 요소입니다. 이를 통해 코드의 재사용성을 높이고, 관련된 클래스 간의 관계를 명확히 할 수 있습니다. 그러나 다중 상속과 같은 복잡한 경우에는 주의가 필요하며, 상황에 맞는 적절한 상속 방식을 선택하는 것이 중요합니다.

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