[C++] 템플릿(template) 사용법 & 예제 총정리

템플릿이란?

템플릿은 어린시절에 한번쯤 사용했을 모양자와 같습니다. 모양자에는 다양한 종류의 도형들이 틀로 만들어져 있습니다. 이 틀을 활용하면 누구나 정말 반듯한 네모를 그릴수도 있고 별도 그릴수 있습니다. 템플릿의 생산성이 뛰어난 이유도 이와 같습니다. 정말 완성도 높은 코드를 모양자로 찍어내듯 생성할 수 있기 때문입니다. 특히 소스코드의 완성도를 높인 상태에서 STL처럼 확실하게 검증된 라이브러리를 사용한다면 완성도와 생산성, 두마리 토끼를 한꺼번에 잡을 수 있습니다. 템플릿을 많이쓰면 컴파일 속도가 느려지지만 최신 C++ 개발 트렌드를 따르려면 템플릿은 선택이 아니라 필수입니다. 생산성이 높고 유지보수성이 뛰어난 코드가 당연히 좋은 코드이기 때문입니다.

 

※ 누군가가 템플릿으로 만들어주거나 만든 템플릿을 잘 활용할 수 있다면 나는 그저 선언하고 사용하는 것만으로도 설계 구조까지 통째로 가져다 재사용할 수 있습니다. 

 

함수 템플릿

int add(int x, int y) {
    return x + y;
}

double add(double x, double y) {
    return x + y;
}

C++에서는 같은 이름의 함수를 반환값이나 인자값의 타입만 바꾸어 하나의 함수로 다양한 타입의 처리를 할 수 있는 오버로딩이라는 개념이 있습니다.  하지만 위의 예제와 같이 오버로딩은 필요한 자료형이 하나씩 늘어날때마다 일일이 새로 만들어야하는 비효율적인 부분이 있습니다.

template <typename T>
T add(T x, T y){
  return x + y;
}

하지만 템플릿을 사용한다면 위의 코드 하나로 모든 자료형에 유연하게 적용할 수 있습니다.

 

함수 템플릿 예제

#include <iostream>
using namespace std;
template <typename T>
T add(T x, T y) {
    return x + y;
}
int main()
{
    int num1 = 10, num2 = 20;
    cout << add(num1, num2) << endl;
    
    double num3 = 10.52, num4 = 20.24;
    cout << add(num3, num4) << endl;
    
    return 0;
}

템플릿은 template라는 예약어로 정의합니다. typename을 T라는 이름으로 아래에 위치한 함수를 템플릿으로 정의하겠다는 말이 됩니다. 참고로 T는 일반적으로 사용하는 이름이고 다르게 사용하셔도 됩니다. 이렇게 템플릿을 사용하면 컴파일러가 인자값으로 들어가는 자료형을 보고 타입을 유추하여 유연하게 함수에 적용시키며 결과를 보시면 어떠한 인자값이 주어지든 결과가 정상적으로 나오는것을 확인하실 수 있습니다.

 

클래스 템플릿

#include <iostream>
using namespace std;
template <class T>
//template <typename T> //혹은 이렇게
class Calcu
{
private:
    T num1;
    T num2;
public:
    Calcu(T num1, T num2) {
        this->num1 = num1;
        this->num2 = num2;
    }
    T GetAdd() {
        return num1 + num2;
    }
};
int main()
{
    Calcu<int> calcu1(10, 20);
    cout << calcu1.GetAdd() << endl;
    
    Calcu<double> calcu2(10.52, 20.24);
    cout << calcu2.GetAdd() << endl;
}

함수 템플릿과 같은 원리로 클래스에도 템플릿을 적용할 수 있습니다. 다만 클래스는 생성시 타입을 명시해주어야 합니다. Calcu<int> 이런식으로 말이죠.

 

템플릿 특수화

템플릿에는 템플릿 특수화라는 기능이 존재합니다. 템플릿에서 미리 지정해놓은 타입이 들어왔을 경우 따로 처리하고 싶을 때 사용합니다.

#define _CRT_SECURE_NO_WARNINGS
#include <iostream>
using namespace std;
template <typename T>
T add(T x, T y) {
    return x + y;
}

template<>
char* add(char* s1, char* s2) {
    char* str = new char[100];
    strcpy(str, s1);
    strcat(str, s2);
    return str;
}

int main()
{
    char num1[] = "10", num2[] = "20";
    cout << add(num1, num2) << endl;

    return 0;
}

예를 들자면 위의 예제처럼 문자열이 들어왔을경우 더하는것이 아닌 문자열을 이어붙여서 반환하는 것으로 따로 처리해줄 수 있겠습니다.