함수 포인터와 함수 객체

4.2 함수 포인터와 함수 객체

4.2.1 함수 포인터(Function Pointers)

함수의 주소를 저장하고 호출하는 방법입니다:

#include <iostream>

// 함수 정의
int add(int a, int b) {
    return a + b;
}

int subtract(int a, int b) {
    return a - b;
}

int main() {
    // 함수 포인터 선언
    int (*operation)(int, int);
    
    // 함수 포인터에 함수 할당
    operation = add;
    std::cout << "덧셈 결과: " << operation(5, 3) << std::endl;  // 8
    
    // 다른 함수 할당
    operation = subtract;
    std::cout << "뺄셈 결과: " << operation(5, 3) << std::endl;  // 2
    
    return 0;
}

typedef와 using을 활용한 가독성 향상:

#include <iostream>

// 함수 포인터 타입 정의
typedef int (*Operation)(int, int);
// 또는 C++11 이후: using Operation = int(*)(int, int);

int add(int a, int b) { return a + b; }
int subtract(int a, int b) { return a - b; }
int multiply(int a, int b) { return a * b; }
int divide(int a, int b) { return b != 0 ? a / b : 0; }

// 함수 포인터를 매개변수로 받는 함수
int calculate(int x, int y, Operation op) {
    return op(x, y);
}

int main() {
    int a = 10, b = 5;
    
    std::cout << "덧셈: " << calculate(a, b, add) << std::endl;
    std::cout << "뺄셈: " << calculate(a, b, subtract) << std::endl;
    std::cout << "곱셈: " << calculate(a, b, multiply) << std::endl;
    std::cout << "나눗셈: " << calculate(a, b, divide) << std::endl;
    
    return 0;
}

4.2.2 람다 함수(Lambda Functions) (C++11)

익명 함수를 생성하는 간결한 방법입니다:

#include <iostream>
#include <vector>
#include <algorithm>

int main() {
    std::vector<int> numbers = {1, 5, 3, 4, 2};
    
    // 람다 함수로 정렬 비교 함수 정의
    std::sort(numbers.begin(), numbers.end(), [](int a, int b) {
        return a > b;  // 내림차순 정렬
    });
    
    // 결과 출력
    std::cout << "정렬된 벡터: ";
    for (int num : numbers) {
        std::cout << num << " ";
    }
    std::cout << std::endl;
    
    // 람다 함수 저장 및 재사용
    auto multiplyBy2 = [](int x) { return x * 2; };
    
    std::cout << "5 × 2 = " << multiplyBy2(5) << std::endl;
    
    return 0;
}

람다 함수의 구조:

[캡처](매개변수) -> 반환타입 { 함수본문 }

• 캡처(Capture): 외부 변수를 람다 함수 내부에서 사용하는 방법
• 매개변수(Parameters): 일반 함수와 동일한 매개변수 목록
• 반환타입(Return Type): 생략 가능 (자동 추론)
• 함수본문(Function Body): 실행할 코드

캡처 방식 예제:

#include <iostream>

int main() {
    int x = 10;
    int y = 20;
    
    // 값으로 캡처
    auto valueCapture = [x]() {
        // x = 15;  // 오류: 값으로 캡처한 변수는 수정 불가
        std::cout << "x = " << x << std::endl;
    };
    
    // 참조로 캡처
    auto refCapture = [&y]() {
        y = 25;  // 참조로 캡처한 변수는 수정 가능
        std::cout << "y = " << y << std::endl;
    };
    
    // 모든 변수를 값으로 캡처
    auto captureAll = [=]() {
        std::cout << "x = " << x << ", y = " << y << std::endl;
    };
    
    // 모든 변수를 참조로 캡처
    auto captureAllByRef = [&]() {
        x = 30;
        y = 40;
        std::cout << "x = " << x << ", y = " << y << std::endl;
    };
    
    // 혼합 캡처
    auto mixedCapture = [=, &y]() {
        // x = 50;  // 오류: x는 값으로 캡처
        y = 50;    // y는 참조로 캡처하여 수정 가능
        std::cout << "x = " << x << ", y = " << y << std::endl;
    };
    
    valueCapture();
    refCapture();
    captureAll();
    captureAllByRef();
    mixedCapture();
    
    std::cout << "최종 x = " << x << ", y = " << y << std::endl;
    
    return 0;
}

4.2.3 함수 객체(Function Objects)

함수처럼 동작하는 객체입니다:

#include <iostream>
#include <vector>
#include <algorithm>

// 함수 객체(Functor) 정의
class Multiplier {
private:
    int factor;
    
public:
    Multiplier(int f) : factor(f) {}
    
    int operator()(int x) const {
        return x * factor;
    }
};

int main() {
    Multiplier multiplyBy3(3);
    std::cout << "7 × 3 = " << multiplyBy3(7) << std::endl;  // 함수처럼 호출
    
    std::vector<int> numbers = {1, 2, 3, 4, 5};
    std::vector<int> result(numbers.size());
    
    // transform 알고리즘과 함께 사용
    std::transform(numbers.begin(), numbers.end(), result.begin(), Multiplier(2));
    
    std::cout << "각 요소를 2배로: ";
    for (int num : result) {
        std::cout << num << " ";
    }
    std::cout << std::endl;
    
    return 0;
}