[C++] 프로그래밍 기초 : 클래스 상호참조

안녕하세요!
이번 글에서는 클래스의 상호참조에서 발생하는 문제를 해결하는 방법에 대해 알아보겠습니다.
클래스 상호참조 시 컴파일러는 [C3646 알수없는 재정의 지정자입니다.], [C4430 형식 지정자가 없습니다. int로 가정합니다.], [C2061 구문오류 : 식별자]등 모호한 에러코드를 남겨 원인을 찾기 힘들게 합니다.
이럴 때 당황하지 않고 상호참조를 우회하여 에러를 해결하는 방법을 제시해 드리겠습니다.

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상호참조

• 클래스 간의 상호참조는 헤더 파일의 순환 참조 문제를 일으킬 수 있습니다. 
• 이러한 문제를 해결하기 위해 전방선언을 사용할 수 있습니다. 
• 전방선언은 클래스를 선언하기 전에 해당 클래스의 존재를 컴파일러에 알려주는 역할을 합니다. 
• 이를 통해 클래스 간의 상호참조를 우회할 수 있습니다. 

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상호참조 우회방법

• 헤더파일에는 클래스를 직접참조 하지않고 전방선언만 해주고, 코드파일에서 클래스를 직접 참조해 주는 방법으로 상호참조를 우회할 수 있습니다.
• 예를 들어 A 클래스와 B 클래스가 상호참조하는 상황을 가정해 봅시다.
• A 클래스의 헤더 파일에는 B 클래스를 전방선언하고, B 클래스의 헤더 파일에는 A 클래스를 전방선언합니다.
• 이렇게 하면 각 클래스는 각자의 내부내용은 모르지만 클래스가 존재한다는 정도는 알 수 있습니다.
• 함수의 매개변수가 아닌 멤버객체로 사용할 경우 전방선언으로는 상대 클래스의 내부내용을 모르는 상태이므로 상대 클래스의 객체를 멤버로 사용할 수 없기 때문에 클래스의 포인터를 사용합니다.
• 해당 객체의 주소값을 받아 포인터 멤버변수에 저장하거나, 함수호출 시 매개변수에 객체의 주소값을 받아서 처리하면 상호참조를 해결할 수 있습니다.

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<상호참조 에러발생 예시>

 

1. A클래스의 헤더파일(A.h)

//B클래스의 헤더파일을 참조
#include "B.h"

class A
{
private:
	//B클래스의 객체
	B m_classB;

public:
	//매개변수로 B객체를 받아 동작
	void doSomethingWithB(B b);
};

 
2. B클래스의 헤더파일(B.h)

//A클래스의 헤더파일을 참조
#include "A.h"

class B
{
private:
	//A클래스의 객체
	A m_classA;

public:
	//매개변수로 A객체를 받아 동작
	void doSomethingWithA(A a);
};

• 위의 예시에서 각 클래스는 각각의 헤더파일 내에서 서로를 상호참조 하고 있어 컴파일 오류를 일으키게 됩니다.

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<상호참조 우회 예시>

1. A클래스의 헤더파일(A.h)

// 전방선언
class B;

class A 
{
private:
	//B클래스를 멤버변수로 사용하기 위한 포인터
	B* m_pClassB;

public:
	//B클래스의 주소를 매개변수로 받아 처리
	void doSomethingWithB(B* b);
};

2. B클래스의 헤더파일(B.h)

// 전방선언
class A;

class B 
{
private:
	//A클래스를 멤버변수로 사용하기 위한 포인터
	A* m_pClassA;

public:
	//A클래스의 주소를 매개변수로 받아 처리
	void doSomethingWithA(A* a);
};

3. A클래스의 코드파일(A.cpp)

#include "A.h"
#include "B.h"

A::A()
{
	//B의 포인터 멤버변수에 객체를 동적할당.
	m_pClassB = new B();
}

void A::doSomethingWithB(B* b) 
{
	// B 클래스에 대한 작업 수행
}

4. B클래스의 코드파일(B.cpp)

#include "B.h"
#include "A.h"

B::B()
{
	//A의 포인터 멤버변수에 객체를 동적할당
	m_pClassA = new A();
}

void B::doSomethingWithA(A* a) 
{
	// A 클래스에 대한 작업 수행
}

• 위의 예제에서 A 클래스와 B 클래스는 상호참조를 해야 하지만, 각각의 헤더 파일에서 상대 클래스에 대한 전방선언을 추가하여 순환 참조를 방지합니다. 
• 이렇게 하면 컴파일러는 클래스의 존재를 인식하고, 포인터를 사용하여 서로를 참조할 수 있습니다.

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요약

1. 전방선언을 사용하여 클래스 간의 상호참조 문제를 해결하면 컴파일 시 순환 참조 에러가 발생하지 않으며, 클래스의 선언과 정의를 분리할 수 있습니다. 
2. 이를 통해 코드의 가독성을 향상시키고 유지보수성을 높일 수 있습니다. 
3. 그러나 전방선언은 클래스 멤버에 대한 접근이 불가능하므로, 포인터를 사용하여 상호작용해야 합니다.

감사합니다!