8. 구조체(struct), 공용체(union), 열거형(enum)
8.2 구조체(struct)
구조체는 임의의 타입의 원소들이 모인 것이다.
8.2.1 struct 구조
struct 객체는 선언된 순서대로 멤버들을 보관한다. -> 멤버들은 선언 순서에 따라 메모리에 할당 된다.
객체의 멤버들이 선형적으로 연결되어 배치된다.
하지만, struct 객체의 크기가 반드시 그 멤버들의 크기의 합과 같지는 않다.
대부분의 컴퓨터 아키텍처에서 데이터가 메모리에 올바르게 저장 및 접근하기 위해서, 정렬된 메모리 엑세스가 필요하다.
대부분의 시스템에서는 4바이트 정렬이 필요하므로, 4의 배수 주소에서 데이터를 읽고 쓸 때 최상의 성능을 유지한다.
이를 위해서 구조체 멤버 변수 사이에 패딩을 사용한다.
크기가 큰 멤버변수 순서대로 선언 시, 패딩 사용을 최소화 할 수 있다.
일반적으로는 멤버들을 가독성 위주로 정렬하고, 최적화의 필요성이 확실한 경우에만 크기 순으로 정렬하는 편이 바람직하다!
아래 코드를 살펴보자
아래 코드와 같이 구조체에서 멤버변수를 사용하는 순서에 따라서, 사용하는 메모리의 크기가 달라진다.
// sizeof(Readout) = 12
struct Readout {
char hour;
int value;
char seq;
}
// sizeof(Readout) = 8
struct Readout {
int value;
char hour;
char seq;
}8.2.3 구조체와 클래스
기본적으로 구조체는 클래스에서 사용하는 모든 기능을 사용 가능하다. -> 다른 점이라고 한다면, 기본 접근제어자가 public 이라는 점이 다르다)
8.2.5 타입 동등 관계
서로 다른 구조체에서 똑같은 멤버를 갖고 있어도, 이름이 다른 두 struct 는 서로 다른 타입이다. -> 동등 관계를 멤버 변수로 판단하지 않는다.
모든 구조체는 하나의 프로그램 내에서 고유의 정의를 가져야한다.
8.3 공용체(union)
공용체는 모든 멤버가 동일한 주소에 할당되는 구조체이다! -> 동일한 메모리 사용!
그러므로 공용체는 멤버 중 가장 큰 멤버 만큼의 크기만 사용한다.
아래 코드를 살펴보자
공용체에는 다음과 같은 엄청난 단점이 존재한다.
타입안정성 부족 : 컴파일러가 타입을 체크하지 않기 때문에, 프로그래머가 타입을 직접 체크해야 한다.
정의되지 않은 동작 : 여러 멤버가 동일한 메모리를 공유하기 때문에 하나의 멤버를 수정하면 다른 멤버에도 영향을 줍니다. 이로 인해 의도하지 않은 데이터 손상이 발생할 수 있으며, 데이터의 무결성이 위험에 노출될 수 있습니다.
디버깅의 어려움 : 여러 타입이 하나의 메모리에 저장되므로 디버깅이 어려워진다.
8.4 열거형 (enum)
열거형은 사용자가 지정한 정수 값 집합을 보관하는 타입이다.
열거형에는 다음과 같이 두 종류가 있다.
enum 클래스 : enum 클래스는 값이 다른 타입으로 암시적 변환이 되지 않아 타입 안정성을 가진다.
enum : enum 값이 정수로 암시적 변환되므로 타입이 불안정하다..
8.4.1 enum 클래스
enum 클래스는 유효 범위를 가지면, 타입 안정성을 가진다.
열거형 타입 표시에 사용되는 기초 타입의 default 설정은 int 이다.
다음의 코드를 살펴보자
기초 타입을 명시적으로 설정할 수 있다.
열거형 멤버 변수는 정수 타입, 상수 표현에 의해 초기화 될 수 있다.
8.4.2 일반 enum
일반 enum은 enum 클래스가 도입되기 이전에 사용되었던 것으로,
일반 enum 은 정수형 타입의 값으로 암시적으로 변환된다.
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