[C++] STL - 함수 템플릿(function template)

템플릿(template)

template 이란 '어떤 모양을 만들 때 사용하기 위한 틀'이라는 뜻이다. 언뜻 들으면 다양한 클래스의 상속을 위해 작성되는 추상 클래스와 비슷하다고 생각할 수 있지만 추상 클래스와는 다른 특징을 가지고 있다. 템플릿은 기능은 이미 결정되어 있지만 데이터 타입이 결정되어 있지 않다. 즉, 매개변수의 타입에 따라 함수나 클래스를 생성하는 메커니즘이다. 매개변수에 따라 타입이 표현되어 매개변수화 타입(parameterized type)이라고 불리기도 한다. 추상 클래스를 이용한 상속이 동일 매개변수에 대해 기능의 변경이나 확장이 가능했다면 템플릿은 동일한 기능을 다양한 매개변수에서 사용할 수 있게 일반화하는 것이다.

 

함수 템플릿

함수 템플릿은 함수를 기반으로 만든 템플릿으로 함수를 일반화하는 것을 말한다. 즉, 함수의 기능을 정해두고 다른 타입에서 동작할 수 있또록 하나의 함수로 정의한다.

template<typename 타입이름1, typename 타입이름2, ...>
함수 원형{
    함수 기능
}

 

만약 템플릿을 사용하지 않는다면 오버로딩을 통해 매개변수 타입을 바꾼 동일한 함수를 사용할 수 있다.

하지만 템플릿을 사용하면 함수를 하나만 정의하고 함수를 호출할 수 있다. T라는 임의의 타입에 대해 반환값과 매개변수 타입을 T로 설정하여 함수를 동작한다. 이와 같은 방법은 컴파일러가 알아서 데이터 타입을 정하도록 하기 때문에 의도하지 않은 데이터 타입으로 동작해 에러를 발생시킬 수 있다.

string을 사용하기 위해 #include<string>을 하였지만 C-string으로 입력되어 const char*가 계산되어 에러가 발생했다.

따라서 템플릿을 사용할 때 명시적으로 어떤 타입을 사용할지 알려주는 것이 좋다. 함수명 옆의 < >에 작성하고자 하는 데이터 타입을 사용하여 template의 임의의 데이터 타입 typename을 정의해주면 된다.

* 단일 타입이 아니라 다양한 타입에 대해서 사용 가능하다. 여러 타입에 대해 사용할 경우 < > 안에 명시해주는 타입의 순서에 따라 template 정의에 사용한 임의의 데이터 타입 T1 T2가 결정되므로 주의하자

 

특수화(specialization)

특정 타입에 대해 명시적 특수화를 진행하여 따로 기능을 정의하게 되면 컴파일러가 호출된 함수에 대한 인스턴스를 찾다가 특수화된 정의를 발견하면 더는 템플릿을 찾지 않고 해당 정의를 사용한다.

template<>
반환타입 함수명<특정 타입>(특정 타입){
    함수 가능
}

함수가 호출될 때 해당 타입의 인수가 전달되면 특수화된 동작을 진행하는 것을 확인할 수 있다.