모두의 코드
씹어먹는 C++ 강좌 계획
안녕하세요 여러분~ 이제 C 언어에 이어서 C++ 강좌를 연재하게 된 이재범 입니다. 저의 C++ 강좌는 여러분이 C 언어를 충분히 이해하고 사용하고 있다는 것을 가정으로 진도를 나갈 것입니다.
물론 C 언어를 굳이 배우지 않은 상태에서 C++ 을 첫 언어로 배워도 상관 없습니다. C 언어와 C++ 은 아예 다른 언어기 때문에 무엇을 먼저 배워야 하냐 라는 의미는 크게 중요하지 않습니다. 하지만 C++ 이 C 의 기초적인 문법을 그대로 사용하고 있고, 제가 C 언어 강의를 먼저 완성하였기 때문에 독자 타겟을 C 언어 문법을 어느 정도 아는 사람 으로 잡았을 뿐입니다.
다시 말해 구질 구질하게 for 문 사용법, 포인터와 같은 것들은 C++ 강좌에서 다루지 않겠다는 의미 입니다.
간혹 C++ 이 C 언어 확장팩(?) 개념이라고 생각하시는 분들이 있는데 이건 역시 사실이 아닙니다. 물론 초기에는 C++ 이름이 C with classes 였을 정도로 그냥 C 언어에 몇 가지 정도를 더 얹은 정도였습니다. 하지만 이제는 C++ 과 C 언어가 둘이 같은 언어야? 라고 말할 수 있을 정도로 매우 달라졌습니다.
왜 C++ 을 배우냐
C++ 은 전세계에서 가장 사랑 받는 언어들 중 하나입니다. 그 사용 예시를 따지면 수 도 없이 많은데 몇 가지 꼽아보자면
많은 게임들과 게임 엔진들 (Unity, Unreal 등등)
대부분의 컴파일러 (gcc, clang 등)
동영상 및 오디오 처리
운영체제 (대표적으로 마이크로소프트의 윈도우즈가 C++ 로 쓰여져 있습니다)
상용 프로그램들 (예를 들어 포토샵)
크롬 브라우저
딥러닝 프레임워크 (Tensorflow, PyTorch 모두 파이썬은 인터페이스 일 뿐 내부적으론 모두 C++ 로 만들어져 있습니다.)
서버 프로그램 (구글의 검색 서버도 C++ 로 만들어져 있습니다.)
그 외 금융쪽이나 많은 연산이 필요한 경우들...
등등 수 도 없이 많습니다. 특히 위와 같이 프로그램의 성능이 중요한 부분에서 널리 쓰이고 있죠.
다만 많은 사람들이 하나같이 손꼽아서 이야기하는 C++ 의 큰 단점이 있는데 바로 쓰기 어렵다 입니다. 맞습니다. 정말로 C++ 을 제대로 공부하지 않는다면 쏟아지는 수 많은 컴파일 오류들과 복잡한 템플릿 문법, 그리고 우측값 좌측값이니 하는 값 카테고리 등등, 덕분에 많은 좌절감을 느끼실 것입니다.
하지만 제 생각으로는 이 문제들은 모두 C++ 을 제대로 공부하지 않아서 발생하는 문제라고 생각하고 굳이 언어를 배우지 않는 시점에서 너무 두려워 할 필요가 없음을 알려드리고 싶습니다. 특히 제 강좌를 통해서 C++ 이 생각했던 것 보다는 괜찮다 라는 것을 전해드리고 싶네요. 위 많은 프로그램들이 C++ 로 쓰여져 있는 것은 분명히 이유가 있을 테니까요!
강의 가이드라인
아무래도 이 강좌를 보러오시는 분들이 다 같은 출발 선상에 있는 것이 아닐 테니 어떤 강좌들을 먼저 보면 좋을지에 대해 아래와 같은 가이드라인을 제안해드립니다. 본인의 현재 상황에 맞게 적절한 강좌를 찾아 보세요.
나는 컴퓨터 프로그래밍을 한 번도 해본적이 없다 : 아무래도 이 강의는 적합하지 않은 것 같습니다. 일단 기본적으로 C 언의 문법을 알고 있다고 가정하고 시작하거든요. 만일 C 언어를 먼저 배우고 싶다면 이 강의 을 먼저 보고 와주세요
얼마 전에 C 언어를 대충 공부했는데 C++ 을 배워보고 싶다 : 좋습니다! 처음부터 찬찬히 보시기를 바랍니다.
C++ 문법을 대충 아는데 좀 더 심도 있게 공부하고 싶다: 이 분들도 환영입니다. 중간 중간 내용은 스킵해도 되고, 템플릿을 본격적으로 다루는 9 - 1 강의 부터 보시면 좋을 것이라 생각합니다.
프로그래밍 대회를 위해 C++ 자료 구조를 복습하고 싶다: C++ 의 여러가지 자료구조들을(
vector,map,unordered_map등등) 빠르게 짚고 넘어가고 싶다면 10 - 1, 2, 3 강의를 보시는 것을 추천합니다.최근 나온 C++ 기능들에 대해 알아보고 싶다 : 9 - 2 강의 부터 거의 대부분 C++ 11 에 도입된 내용들 입니다. 만일 C++ 17 에 새로 추가된 내용들을 공부하고 싶다면 17 - 4, 5 를 보시면 됩니다.
C++ 강의를 시작하기에 앞서
C++ 은 역사가 매우 긴 언어 입니다. 1979년에 컴퓨터 과학자인 Bjarne Stroustrup 이 C 언어에 클래스 라는 개념을 적립한 C with Classes 라는 언어가 C++ 의 전신인데, 1982년에 해당 언어를 조금 발전 시켜서 C++ 이라는 이름을 붙였습니다. 그리고 1998년에 C++ 의 첫 번째 표준이 공개되었는데 이를 C++ 98 이라고 부릅니다. 2003년에 표준안에 작은 몇 가지 개정이 있었지만 언어 자체는 크게 바뀌지 않았습니다. 씹어먹는 C++ 강좌 초반에 9 장 까지 내용들이 바로 이 시절에 추가된 개념들 입니다.
그 동안 언어가 정체 상태에 있다가 비로소 2011년이 되서야 흔히 말하는 대격변 패치를 받고 여러가지 새로운 개념들이 추가되었습니다. 이 버전의 C++ 을 C++ 11 이라고 하는데, 우리 강좌 9 장 부터 해당 내용들을 다루게 됩니다. 참고로 C++ 11 부터 Modern C++ 이라고 부릅니다.
그 후로 3 년 마다 C++ 언어의 새로운 표준안이 공개되고 또 컴파일러들에게 반영이 되고 있습니다. C++ 14 와 C++ 17 에서는 비교적 작은 변화만 있었는데, C++ 20 에서 또다른 대규모의 업그레이드를 받을 예정입니다.
참고로 C++ 은 이전 버전과 호환이 꽤나 괜찮은 언어 중에 하나 입니다. 따라서 새로운 버전이 나오더라도 기존의 코드를 거의 대부분의 경우 무리 없이 컴파일 할 수 있습니다. 쉽게 말해 C++ 11 컴파일러로 C++ 98 코드를 무리 없이 컴파일 할 수 있다는 의미 입니다.
강좌 수칙
제 강좌를 들으시면서 지켜야 할 수칙들은 다음과 같습니다.
강좌는 적어도 한 번 꼭 정독해보기
모르는 것은 꼭 답글 달기
답글로 질문하기 꺼린 내용은 kev0960@gmail.com 으로 메일 보내기!
'생각 해보기' 에 적어도 30 분 이상은 투자하기
이전 강좌를 완벽히 이해했다 싶지 않으면 다음 강좌로 넘어가지 말기
입니다. 위 수칙 중에서 무엇보다도 중요한 것은 바로 모르는 내용은 꼭 답글을 다는 것입니다 :) 세상에서 어리석은 질문은 없습니다. 여러분들이 궁금하거나 이상한 내용, 마음에 와닿지 않는 내용들을 질문하지 않고 다음강좌로 넘어가는 한 여러분의 실력은 결코 향상될 수 없을 것입니다.
꼭 궁금한 것들은 댓글로 남겨주시고, 공개적으로 남기기 꺼리면 비밀글로 남기거나 정 그렇다면 제 메일로 보내주시면 감사하겠습니다. 그러면 제가 확인하는대로 최대한 빨리 답글로 보내드릴께요 ㅎ
그렇다면 이제 강좌를 보러갈 시간이 되었네요~
C++ 강좌 총 목록
1 - 1. 자~ C++ 의 세계로
이번 강좌에는 Visual Studio 2010 을 설치하고 첫번째 C++ 프로그램을 만들어본다.
1 - 2. 첫 C++ 프로그램 분석하기
이번 강좌에서는 첫번째 C++ 에 관한 상세한 분석 및 namespace (이름 공간) 에 대해 알아본다
1 - 3. C++ 은 C 친구 - C 와 공통점
기초적인 변수의 정의, if, else, switch, for, while, 배열 등등
2. C++ 참조자(레퍼런스)의 도입
C++ 에 새로 도입된 개념인 참조자(레퍼런스) 에 대해 알아본다
3. C++ 의 세계로 오신 것을 환영합니다(new, delete)
new, delete, 그리고 왜 객체 지향 프로그래밍을 해야 하는가?
4 - 1. 이 세상은 객체로 이루어져 있다
객체 지향 프로그래밍은 무엇인가?, 객체와 클래스, 접근 제어자
4 - 2. 클래스의 세계로 오신 것을 환영합니다 (함수의 오버로딩, 생성자)
함수의 오버로딩(function overloading), 생성자(constructor), 디폴트 생성자(default constructor)
4 - 3. 스타크래프트를 만들자 ① (복사 생성자, 소멸자)
복사 생성자(copy constructor), 얕은 복사, 깊은 복사, 소멸자(destructor)
4 - 4. 스타크래프트를 만들자 ② (const, static)
생성자 초기화자 리스트(initializer list), const, static 멤버 변수, 레퍼런스를 리턴하는 함수, this 포인터, const 멤버함수
4 - 5. 내가 만드는 String 클래스
직접 String 클래스를 제작해서 여태까지 클래스에 대해 배웠던 내용을 복습하며 정리한다.
4 - 6. 클래스의 explicit 과 mutable 키워드
클래스의 explicit 과 mutable 키워드에 대해 다룹니다.
5 - 1. 내가 만든 연산자 - 연산자 오버로딩
연산자 오버로딩의 기초적인 개념 정리와 함께, 산술, 비교, 대입 연산자의 오버로딩을 수행한다.
5 - 2. 입출력, 첨자, 타입변환, 증감 연산자 오버로딩
멤버함수가 아닌 표현의 연산자 오버로딩과 함께, 입출력 연산자, 첨자 연산자([]), 타입 변환 연산자, 증감 연산자(++, --)들의 오버로딩에 대해 알아본다.
5 - 3. 연산자 오버로딩 프로젝트 - N 차원 배열
C++ 스타일의 캐스팅, 디폴트 인자(default argument), 반복자(iterator), 그리고 N 차원 배열 제작에 대해 알아본다.
6 - 1. C++ 표준 문자열 & 부모의 것을 물려쓰자 - 상속
C++ 표준 문자열, 상속 (inheritance), protected 키워드에 대해 알아본다.
6 - 2. 가상(virtual) 함수와 다형성
is-a 와 has-a 관계. 오버라이딩, virtual 키워드, 가상(virtual) 함수, 다형성(polymorphism)
6 - 3. 가상함수와 상속에 관련한 잡다한 내용들
virtual 소멸자, 가상 함수 테이블, 다중 상속, 가상 상속
7 - 1. C++ 에서의 입출력 (istream, ostream)
C++ 입출력 라이브러리, istream, ostream, streambuf 에 대해 알아본다.
7 - 2. C++ 파일 입출력 (ifstream, ofstream, stringstream)
C++ 에서의 파일 입출력, stringstream 과 그 활용에 대해 알아본다 C++ 에서의 파일 입출력, stringstream 과 그 활용에 대해 알아본다.
8 - 1. Excel 만들기 프로젝트 1부
여태까지 배운 내용을 총 동원 하여 조그만 엑셀을 만드는 프로젝트이다.
8 - 2. Excel 만들기 프로젝트 2부
이전 강좌에서 이어서 엑셀 만들기를 진행한다. 중위 표기법과 후위 표기법에 대해 다룬다.
9 - 1. 코드를 찍어내는 틀 - C++ 템플릿(Template)
템플릿이란 무엇인가?, 함수 템플릿, 클래스 템플릿. 템플릿 인스턴스화, 템플릿 특수화. 함수 객체 (Functor), 타입이 아닌 템플릿 인자, 디폴트 템플릿 인자
9 - 2. 가변 길이 템플릿 (Variadic template)
가변 길이 템플릿, 템플릿 파라미터 팩(parameter pack), fold expression
9 - 3. 템플릿 메타 프로그래밍 (Template Meta Programming)
타입이 아닌 인자를 받는 템플릿, 템플릿 메타 프로그래밍
9 - 4. 템플릿 메타 프로그래밍 2 (Template Meta Programming)
TMP 마무리, 의존 타입(dependent type), auto 키워드
10 - 1. C++ 의 표준 템플릿 라이브러리 (STL) - 시퀀스 컨테이너
시퀀스 컨테이너 (vector, list, deque), 반복자(iterator), 범위 기반 for 문 (range based for)
10 - 2. C++ 의 표준 템플릿 라이브러리 (STL) - 연관 컨테이너
set, multiset, map, multimap, unordered_set, unordered_map 등에 대해 배웁니다.
10 - 3. C++ STL - 알고리즘(algorithm)
STL 알고리즘 라이브러리, 람다 함수, sort, partial_sort, stable_sort, find, erase, erase_if, any_of, all_of
10 - 4. C++ 문자열의 모든 것 (string 과 string_view)
C++ 의 표준 문자열 라이브러리인 basic_string 과 여러가지 문자열 리터럴 정의 방식과 인코딩 방식, 그리고 string_view 의 사용법에 대해 다룬다.
11. C++ 에서의 예외 처리
try .. catch 와 throw 를 사용한 C++ 스타일의 예외 처리 방식에 대해 배운다.
12 - 1. 우측값 레퍼런스와 이동 생성자
복사 생략 (copy elision), C++ 11 에 추가된 우측값 레퍼런스 (rvalue reference)와 이동 생성자 (move constructor)
12 - 2. Move 문법 (move semantics) 과 완벽한 전달 (perfect forwarding)
move semantics, 완벽한 전달 (perfect forwarding), 레퍼런스 접힘 규칙 (reference collapsing rule)
13 - 1. 객체의 유일한 소유권 (unique_ptr)
C++ 에서의 RAII 패턴과 unique_ptr 의 사용법에 대해 배웁니다.
13 - 2. 자원을 공유할 때 - shared_ptr 와 weak_ptr
shared_ptr, weak_ptr 의 사용법에 대해 배웁니다.
14. 함수를 객체로! (C++ std::function, std::mem_fn, std::bind)
Callable 의 정의와 std::function, std::mem_fn, std::bind 들의 사용법을 배운다.
15 - 1. 동시에 실행을 시킨다고? - C++ 쓰레드(thread)
프로세스와 쓰레드, 왜 멀티 쓰레드 프로그래밍을 하는가. C++ thread 의 시작
15 - 2. C++ 뮤텍스(mutex) 와 조건 변수(condition variable)
경쟁 상태 (Race Condition), 뮤텍스 (mutex) 와 데드락 (deadlock), 생산자 - 소비자 패턴, condition_variable 에 대해 다룹니다.
15 - 3. C++ memory order 와 atomic 객체
CPU 와 컴파일러에서의 명령어 재배치, atomic, memory_order 에 대해 다룹니다.
15 - 4. C++ future, promise, packaged_task, async
비동기적 작업을 쉽게 할 수 있도록 도와주는 future, promise, packaged_task, async 들의 사용법에 대해 다룹니다.
15 - 5. C++ 쓰레드풀 (ThreadPool) 만들기
여태 까지 배운 내용들을 활용해서 쓰레드풀(ThreadPool) 클래스를 만듧니다.
15 - 6. C++ 17 의 병렬 알고리즘 사용하기
16 - 1. C++ 유니폼 초기화(Uniform Initialization)
C++ 11 에 도입된 유니폼 초기화(uniform initialization)와 초기화자 리스트 (initializer_list) 의 사용법에 대해 다룹니다.
16 - 2. constexpr 와 함께라면 컴파일 타임 상수는 문제없어
constexpr 키워드를 이용해서 컴파일 타임 상수 생성을 알아본다.
16 - 3. 타입을 알려주는 키워드 decltype 와 친구 std::declval
C++ 11 에 추가된 decltype 와 C++ 의 값 카테고리 (lvalue, prvalue, xvalue, glvalue, rvalue), std::declval 함수에 대해 다룬다.
17 - 1. type_traits 라이브러리, SFIANE, enable_if
type_traits 라이브러리의 여러가지 메타 함수들 (enable_if 와 void_t) 에 대해 살펴보면서 SFINAE 를 통해 원하는 타입만을 받는 함수들을 만들어본다.
17 - 2. 정규 표현식(<regex>) 라이브러리 소개
C++ 11 에 추가된 정규 표현식 라이브러리 (<regex>) 의 사용법에 대해 다룬다.
17 - 3. 난수 생성(<random>)과 시간 관련 라이브러리(<chrono>) 소개
C++ 11 에 추가된 난수 생성 라이브러리 (<random>) 과 시간 관련 라이브러리 (<chrono>) 의 사용법을 알아봅니다.
17 - 4. C++ 17 - 파일시스템(<filesystem>) 라이브러리 소개
C++ 17 에 추가된 파일 시스템 (<filesystem>) 라이브러리 사용법을 알아봅니다.
17 - 5. C++ 17 의 std::optional, variant, tuple 살펴보기
C++ 11 에 추가된 tuple 과 C++ 17 에 추가된 optional 과 variant 의 사용법에 대해 알아봅니다.
18. 강의를 마치며
부록
이 부분 부터는 실제로 C++ 을 프로그래밍 하기 위해서 알면 도움되는 지식들과 여러가지 유용한 도구들에 대해서 이야기 하고자 합니다
19 - 1. Make 사용 가이드 (Makefile 만들기)
Makefile 의 문법에 대한 이해와 함께 만능 Makefile 을 만들어본다.
19 - 2. 초보자를 위한 CMake 사용 가이드
CMake 를 C++ 프로젝트에 도입하기 필요한 기초적인 내용들을 다룹니다. 그리고 대부분의 C++ 프로젝트에서 사용할 수 있는 만능 CMake 템플릿도 제공하고 있습니다.
20 - 1. 코드 부터 실행 파일 까지 - 전체적인 개요
C++ 에서 컴파일이란 과정이 실제로 어떠한 방식으로 이루어지는지 살펴본다. 특히 이 강의에서는 전처리기를 중심으로 살펴본다.
20 - 2. 코드 부터 실행 파일 까지 - 컴파일 (Compile)
20 - 1 강의와 이어지는 내용으로 컴파일 과정에서 중요한 유일 정의 규칙 (ODR) 을 중점적으로 살펴본다.
20 - 3. 코드 부터 실행 파일 까지 - 링킹 (Linking)
C++ 에서 객체 저장 및 링크 방식과 함께 링킹에서 재배치는 어떻게 일어나는지, 그리고 정적 라이브러리와 공유 라이브러리의 차이에 대해 다루어본다.
20 - 4. 코드 부터 실행 파일 까지 - main 함수로의 여정
ELF 실행 파일에서 main 함수를 호출하기 전 까지 발생하는 일들에 대해서 다룹니다.
21. C++ 표준 라이브러리에서 자주 쓰이는 패턴 모음
표준 라이브러리에서 자주 쓰이는 유용한 패턴들에 대해서 알아봅니다.
22. 구글에서는 C++ 을 어떻게 쓰는가?
구글에서 C++ 코드를 작성하면서 배운 여러가지 guideline 들을 소개하고자 합니다.
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