[C/C++] explicit 키워드란?

explicit 키워드

smart pointer를 공부하다가 explicit 키워드가 붙은 함수를 본 적이 있는데 이 부분에 대한 궁금증이 생겨 따로 포스팅을 작성하려고 한다.

우선 explicit의 사전적 개요는 다음과 같다

explicit
1. [형용사] 분명한, 명쾌한
2. [형용사] 솔직한, 터놓고 말하는 (=frank)
3. [형용사] 명백한, 노골적인 (→implicit)

'분명한'과 '명백한'이라는 단어를 기억해둔 채로, 형변환에 대해 다시 한번 되짚보자

형변환

explicit에 대해 설명하다가 갑자기 형변환이 왜 나오나요?
explicit이 형변환과 관련된 키워드이기 때문이다. 우선 형변환의 종류에 대해 알아보자.

명시적 형변환

int intVal = 2;

float floatVal = (float) intVal;
float floatVal = float(intVal);

 

이처럼 변환할 자료형 (float)를 변환 대상 변수명(intVal) 앞에 붙여주는 것을 명시적 형변환이라고 한다
이렇게 보면 앞에 자료형을 안 붙인 거랑 큰 차이가 없는 것 같다고? 그럼 다음 코드를 보면 이해가 빠를 것이다

int first = 5;
int second = 2;

float floatVal = first / second;
float floatVal2 = (float) first / second;

std::cout << floatVal << std::endl;
std::cout << floatVal2 << std::endl;

// 결과는
// 2
// 2.5

 

5/2는 우리가 알고있는 상식으로는 2.5가 나오는 것이 맞다. 하지만 명시적 형변환을 하지 않고 float에 결과를 대입하면 소수점 부분이 날아가서 값이 2가 나온다.

같은 자료형끼리 연산하면 형변환이 발생하지 않으므로 계산 전 명시적 형변환을 사용해 변수 중 하나를 형변환시키면 결과는 변환할 자료형으로 바뀌어 나온다

• 연산자 우선순위처럼 자료형 우선순위라는 게 있진 않지만, 두 값 을 반대로 변환했을 때 값 소실이 있는 자료형이 우선순위가 더 높다고 보면 된다
  • ex) int와 float를 서로 변환할 때 int->float는 값 소실이 없지만 float->int는 값 소실이 있다. 따라서 float가 우선순위가 더 높다

계산기와 같은 프로그램을 짤 때 값의 소실이 일어나선 안 되므로 반드시 명시적 형변환으로 값을 대입해야한다

묵시적 형변환

묵시적 형변환은 명시적 형변환과 다르기 때문에 앞에 변환할 자료형을 붙여주지 않고 값을 변환하는 것을 의미한다

위의 float floatVal = first / second;에 해당하며 이는 값의 소실을 불러일으킬 수 있기 때문에 묵시적 형변환으로 값을 대입할 경우 값의 소실이 발생할 가능성에 대해 반드시 알아두어야 한다

그럼, exlipcit은 뭔가요?

explicit 키워드는 묵시적 형변환을 하지 못하도록 막는 키워드다. 자주 사용되는 예제를 통해 알아보자

explicit이 없을 경우

class Tmp {
public:
    Tmp(int num) :
            m_num(num) {
        std::cout << "Tmp 생성자 : " << m_num << std::endl;
    }

    void print() {
        std::cout << "Tmp 내부 값 : " << m_num << std::endl;
    }

private:
    int m_num;
};

void test(Tmp tmp) {
    tmp.print();
}

int main(void) {
    test(10);
}

/*
Tmp 생성자 : 10
Tmp 내부 값 : 10
*/

 

위 코드를 보면 test 함수의 매개변수는 Tmp 클래스의 객체인데 메인 함수에서 test 함수를 호출할 때 그냥 int값을 던져주고 있다.
이는 내부에서 다음 순서대로 동작한다

• test 함수의 매개변수로 int가 전달되면 test 함수로 진입하기 전 컴파일러가 10을 Tmp 클래스 객체로 변환하기 위해 생성자를 호출한다
  • 이때의 호출식은 Tmp tmp = 10, 묵시적 형변환이다
• 묵시적 형변환으로 생성된 객체가 test 함수로 전달되어 처리된다

즉 매개변수 전달 시 묵시적 형변환 과정이 일어난다는 것이다. 이게 가능한가? 싶지만

// 명시적 형변환
Tmp tmp1 = Tmp(1);
// 묵시적 형변환
Tmp tmp2 = 10;

위 두 줄은 모두 정상 동작한다

explicit이 있을 경우

위 예제에서 explicit을 추가한다면 어디에 추가해야 할까? 묵시적 형변환이 일어나는 부분에 추가해야 하므로, 생성자에 추가해야 한다

class Tmp {
public:
    explicit Tmp(int num) :
            m_num(num) {
        std::cout << "Tmp 생성자 : " << m_num << std::endl;
    }

    void print() {
        std::cout << "Tmp 내부 값 : " << m_num << std::endl;
    }

private:
    int m_num;
};

void test(Tmp tmp) {
    tmp.print();
}

int main(void) {
    test(10);
}

/*
error: cannot convert ‘int’ to ‘Tmp’
42 |  test(10);
*/

int를 바로 Tmp 객체로 대입할 수 없다는 에러가 발생한다. 따라서 이를 정상 동작시키려면, test 함수 호출 전 Tmp 객체를 하나 만들어서 그걸 전달해줘야 한다

Tmp tmp(10);
test(tmp);

이렇게.

함수로 전달하는 것 외에 explicit을 테스트하는 방법은 하나 더 있다.

// 명시적 형변환
Tmp tmp1 = Tmp(1);
// 묵시적 형변환
Tmp tmp2 = 10; // rror: conversion from ‘int’ to non-scalar type ‘Tmp’ requested

이 친구들이 기억나는지?
explicit을 추가하면 묵시적 형변환에 해당하는 두번째 줄이 에러를 내뱉는다.