추상 클래스

Coddy C++ 여정의 객체 지향 프로그래밍 섹션에 포함된 레슨. 104개 중 60번째.

abstract class는 순수 가상 function을 하나 이상 포함하는 모든 class입니다. 불완전한 인터페이스를 가지므로 abstract class의 객체를 직접 생성할 수 cannot 있으며, 이는 오직 상속되기 위해 존재합니다.

class Shape {
public:
    virtual double area() = 0;      // 순수 가상 함수 - Shape를 추상 클래스로 만듦
    virtual double perimeter() = 0; // 또 다른 순수 가상 함수
    
    void printInfo() {              // 일반 메서드 - 구현이 있음
        std::cout << "Area: " << area() << std::endl;
    }
    
    virtual ~Shape() = default;
};

Shape s;  // 오류: 추상 클래스를 인스턴스화할 수 없음

abstract 클래스는 순수 가상 functions(implementation 없음), 일반 가상 functions(기본 implementation 포함), 그리고 비가상 functions를 혼합하여 포함할 수 있습니다. 이를 통해 공통 동작을 define하는 동시에 Derived 클래스가 특정 기능을 구현하도록 요구할 수 있습니다.

class Circle : public Shape {
    double radius;
public:
    Circle(double r) : radius(r) {}
    
    double area() override { return 3.14159 * radius * radius; }
    double perimeter() override { return 2 * 3.14159 * radius; }
};

Circle c(5.0);      // OK: Circle이 모든 순수 가상 함수를 구현합니다
c.printInfo();      // 상속된 printInfo()를 사용하며, Circle의 area()를 호출합니다

파생 클래스는 구체 클래스(인스턴스화 가능)가 되려면 순수 가상 함수 all을 구현해야 합니다. 구현되지 않은 함수가 하나라도 남아 있으면 해당 클래스 자체가 abstract로 남습니다. 이 메커니즘은 계층 구조의 모든 구체 클래스가 필요한 기능을 제공하도록 보장합니다.

챌린지

쉬움

abstract class가 다양한 미디어 유형에 대한 계약을 정의하는 방식을 보여 주는 미디어 플레이어 시스템을 만들어 보겠습니다. 모든 미디어 플레이어가 수행해야 하는 작업을 정의하는 abstract base class를 만든 다음, 오디오 및 비디오 콘텐츠를 위한 구체적인 플레이어를 구현합니다.

코드를 세 개의 파일로 구성합니다.

MediaPlayer.h: 모든 미디어 유형을 위한 청사진 역할을 하는 abstract MediaPlayer class를 정의합니다. abstract class에는 다음이 포함되어야 합니다.
- protected std::string title 멤버
- protected int duration 멤버(초 단위)
- 두 값을 모두 초기화하는 constructor
- pure virtual play() method: 각 미디어 유형은 서로 다른 방식으로 재생됩니다
- std::string을 반환하는 pure virtual getMediaType() method
- <title> (<duration>s) - Type: <mediaType>를 출력하는 일반(non-virtual) showInfo() method. 이 method는 유형을 가져오기 위해 getMediaType()을 호출해야 합니다
- virtual destructor
Players.h: MediaPlayer에서 상속되는 두 개의 구체적인 미디어 플레이어를 구현합니다.
AudioPlayer:
- private std::string artist 멤버
- title, duration, artist를 받는 constructor
- Playing audio: <title> by <artist>를 출력하도록 play()를 Implement
- "Audio"를 반환하도록 getMediaType()을 Implement
VideoPlayer:
- private std::string resolution 멤버
- title, duration, resolution을 받는 constructor
- Playing video: <title> in <resolution>를 출력하도록 play()를 Implement
- "Video"를 반환하도록 getMediaType()을 Implement
main.cpp: 네 개의 입력을 읽습니다(각각 별도의 줄에 입력).
1. 오디오 트랙 title
2. 오디오 duration (정수)
3. 비디오 title
4. 비디오 duration (정수)
artist가 "Unknown Artist"인 AudioPlayer와 resolution이 "1080p"인 VideoPlayer를 만듭니다. 두 객체를 MediaPlayer* 포인터 배열에 저장합니다.

배열을 순회하면서 각 플레이어에 대해 먼저 showInfo()를 호출한 다음 play()를 호출합니다. 각 미디어 항목 사이에 빈 줄을 출력합니다. 작업이 끝나면 dynamically allocated 객체를 정리합니다.

예를 들어 입력이 Summer Vibes, 180, Nature Documentary, 3600인 경우:

Summer Vibes (180s) - Type: Audio
Playing audio: Summer Vibes by Unknown Artist

Nature Documentary (3600s) - Type: Video
Playing video: Nature Documentary in 1080p

showInfo() method가 abstract base class에서 한 번만 정의되지만 pure virtual getMediaType()을 호출한다는 점에 주목하세요. 이는 abstract class가 구체적인 구현과 derived class가 제공해야 하는 method를 함께 사용할 수 있음을 보여 줍니다. 재정의된 모든 method에 override keyword를 사용하는 것을 잊지 마세요.

직접 해보기

#include <iostream>
#include <string>
#include "MediaPlayer.h"
#include "Players.h"

int main() {
    // 입력 읽기
    std::string audioTitle;
    int audioDuration;
    std::string videoTitle;
    int videoDuration;
    
    std::getline(std::cin, audioTitle);
    std::cin >> audioDuration;
    std::cin.ignore();
    std::getline(std::cin, videoTitle);
    std::cin >> videoDuration;
    
    // TODO: 아티스트 "Unknown Artist"로 AudioPlayer 생성
    
    // TODO: 해상도 "1080p"로 VideoPlayer 생성
    
    // TODO: 둘 다 MediaPlayer* 포인터 배열에 저장
    
    // TODO: 배열을 순회하며 각 플레이어에 대해:
    //       1. showInfo() 호출
    //       2. play() 호출
    //       3. 각 미디어 항목 사이에 빈 줄 출력
    
    // TODO: 동적으로 할당된 객체 정리
    
    return 0;
}