접근 지정자 (Access Specifiers)
접근 지정자의 개념과 중요성
접근 지정자는 객체 지향 프로그래밍의 핵심 원칙 중 하나인 캡슐화를 구현하는 데 사용되는 키워드입니다. C++에서는 세 가지 접근 지정자를 제공합니다.
publicprivateprotected
이들은 클래스의 멤버(변수와 함수)에 대한 접근 권한을 제어하여 데이터 은닉과 추상화를 가능하게 합니다.
public 접근 지정자
public 멤버는 클래스 외부에서 자유롭게 접근할 수 있습니다. 주로 클래스의 인터페이스를 정의하는 데 사용됩니다.
class Person {
public:
std::string name;
void introduce() {
std::cout << "My name is " << name << std::endl;
}
};
int main() {
Person p;
p.name = "Alice"; // 직접 접근 가능
p.introduce(); // 직접 호출 가능
return 0;
}사용 시 주의사항
public멤버는 클래스의 사용자가 직접 조작할 수 있으므로, 클래스의 불변성(invariant)을 해칠 수 있는 위험이 있습니다.- 인터페이스의 안정성을 위해
public멤버는 신중히 선택해야 합니다.
private 접근 지정자
private 멤버는 해당 클래스 내부에서만 접근할 수 있습니다. 이는 데이터 은닉의 핵심 메커니즘입니다.
class BankAccount {
private:
double balance;
public:
void deposit(double amount) {
if (amount > 0) {
balance += amount;
}
}
double getBalance() const {
return balance;
}
};
int main() {
BankAccount account;
// account.balance = 1000; // 컴파일 에러: private 멤버에 접근 불가
account.deposit(1000); // OK: public 메서드를 통한 간접 접근
std::cout << account.getBalance() << std::endl; // OK: public 메서드를 통한 조회
return 0;
}장점
- 데이터 보호 : 무단 접근과 수정을 방지합니다.
- 유지보수성 향상 : 내부 구현을 변경해도 외부 코드에 영향을 미치지 않습니다.
- 사용자 인터페이스 단순화 : 필요한 기능만 노출합니다.
protected 접근 지정자
protected 멤버는 해당 클래스와 그 파생 클래스에서 접근할 수 있습니다. 이는 상속 관계에서 유용합니다.
class Animal {
protected:
std::string name;
public:
Animal(const std::string& n) : name(n) {}
virtual void makeSound() = 0;
};
class Dog : public Animal {
public:
Dog(const std::string& n) : Animal(n) {}
void makeSound() override {
std::cout << name << " says Woof!" << std::endl; // protected 멤버 접근 가능
}
};사용 시 주의사항
protected멤버는 상속 계층 구조를 복잡하게 만들 수 있으므로 신중히 사용해야 합니다.- 과도한 사용은 캡슐화를 약화시킬 수 있습니다.
접근 지정자의 상속
클래스를 상속할 때, 기본 클래스의 접근 지정자는 다음과 같이 상속됩니다.
public상속
기본 클래스의 public 멤버 → 파생 클래스의 public 멤버
기본 클래스의 protected 멤버 → 파생 클래스의 protected 멤버protected상속 : 기본 클래스의 public과 protected 멤버 → 파생 클래스의 protected 멤버private상속 : 기본 클래스의 public과 protected 멤버 → 파생 클래스의 private 멤버
class Base {
public:
int x;
protected:
int y;
private:
int z;
};
class DerivedPublic : public Base {
// x는 public
// y는 protected
// z는 접근 불가
};
class DerivedProtected : protected Base {
// x와 y는 protected
// z는 접근 불가
};
class DerivedPrivate : private Base {
// x와 y는 private
// z는 접근 불가
};friend 키워드
friend 키워드를 사용하면 외부 함수나 클래스에 private 및 protected 멤버에 대한 접근 권한을 부여할 수 있습니다.
class Box {
private:
double width, height, depth;
public:
Box(double w, double h, double d) : width(w), height(h), depth(d) {}
friend double calculateVolume(const Box& b);
friend class BoxManager;
};
double calculateVolume(const Box& b) {
return b.width * b.height * b.depth; // private 멤버에 접근 가능
}
class BoxManager {
public:
void printBoxDimensions(const Box& b) {
std::cout << "Width: " << b.width << ", Height: " << b.height << ", Depth: " << b.depth << std::endl;
}
};사용 시 주의사항
friend의 과도한 사용은 캡슐화를 약화시킬 수 있으므로 신중히 사용해야 합니다.- 양방향 관계나 유틸리티 함수 구현 등 제한적인 상황에서만 사용하는 것이 좋습니다.
실습 : 학교 관리 시스템
다음 요구사항을 만족하는 간단한 학교 관리 시스템을 구현해보세요.
Person클래스를 기본 클래스로 사용Student와Teacher클래스를Person에서 파생- 적절한 접근 지정자를 사용하여 데이터 은닉과 상속 구현
friend함수를 사용하여 학생과 교사 정보를 출력하는 기능 구현
#include <iostream>
#include <string>
#include <vector>
class Person {
protected:
std::string name;
int age;
public:
Person(const std::string& n, int a) : name(n), age(a) {}
virtual void introduce() const = 0;
};
class Student : public Person {
private:
int studentId;
std::vector<double> grades;
public:
Student(const std::string& n, int a, int id) : Person(n, a), studentId(id) {}
void addGrade(double grade) {
grades.push_back(grade);
}
void introduce() const override {
std::cout << "I'm a student named " << name << ", age " << age << ", ID " << studentId << std::endl;
}
friend void printStudentInfo(const Student& s);
};
class Teacher : public Person {
private:
std::string subject;
public:
Teacher(const std::string& n, int a, const std::string& subj) : Person(n, a), subject(subj) {}
void introduce() const override {
std::cout << "I'm a teacher named " << name << ", age " << age << ", teaching " << subject << std::endl;
}
friend void printTeacherInfo(const Teacher& t);
};
void printStudentInfo(const Student& s) {
std::cout << "Student Information:" << std::endl;
std::cout << "Name: " << s.name << ", Age: " << s.age << ", ID: " << s.studentId << std::endl;
std::cout << "Grades: ";
for (double grade : s.grades) {
std::cout << grade << " ";
}
std::cout << std::endl;
}
void printTeacherInfo(const Teacher& t) {
std::cout << "Teacher Information:" << std::endl;
std::cout << "Name: " << t.name << ", Age: " << t.age << ", Subject: " << t.subject << std::endl;
}
int main() {
Student alice("Alice", 20, 12345);
alice.addGrade(85.0);
alice.addGrade(92.0);
Teacher bob("Bob", 35, "Mathematics");
alice.introduce();
bob.introduce();
printStudentInfo(alice);
printTeacherInfo(bob);
return 0;
}연습 문제
BankAccount클래스를 구현하세요. 이 클래스는 계좌 번호, 소유자 이름, 잔액을 private 멤버로 가지고, 입금, 출금, 잔액 조회 기능을 public 메서드로 제공해야 합니다. 또한,TransactionLog클래스를 friend로 지정하여 모든 거래 내역을 기록할 수 있도록 구현하세요.Shape를 기본 클래스로 하고,Circle,Rectangle,Triangle을 파생 클래스로 구현하세요. 각 클래스는 적절한 접근 지정자를 사용하여 데이터 은닉과 상속을 구현해야 합니다. 또한, 각 도형의 넓이를 계산하는 가상 함수를 포함해야 합니다.Car클래스를 구현하고,Engine클래스를Car의 friend로 지정하세요.Car클래스는 private 멤버로 연료량을 가지고 있어야 하며,Engine클래스는Car의 연료를 소모하는 메서드를 구현해야 합니다.
참고 자료
- Stroustrup, Bjarne. "The C++ Programming Language (4th Edition)"
- Meyers, Scott. "Effective C++ : 55 Specific Ways to Improve Your Programs and Designs"
- Sutter, Herb and Alexandrescu, Andrei. "C++ Coding Standards: 101 Rules, Guidelines, and Best Practices"
- C++ Reference : Access specifiers
- ISO C++ Core Guidelines: C.9 : Minimize exposure of members