함수 객체 및 람다 표현식
Coddy C++ 여정의 객체 지향 프로그래밍 섹션에 포함된 레슨 — 104개 중 74번째.
많은 STL 알고리즘은 동작을 사용자 정의하는 호출 가능 객체(callable object)를 허용합니다. 이미 std::transform과 함께 사용된 람다를 보셨을 것입니다. C++에서 호출 가능 객체를 생성하는 두 가지 방법인 함수 객체(functors)와 람다 표현식(lambda expressions)에 대해 알아보겠습니다.
펑터(functor, 함수 객체)는 operator()를 오버로드하여 인스턴스를 함수처럼 호출할 수 있게 하는 클래스입니다:
#include <algorithm>
#include <vector>
#include <iostream>
struct MultiplyBy {
int factor;
MultiplyBy(int f) : factor(f) {}
int operator()(int x) const {
return x * factor;
}
};
int main() {
std::vector<int> nums = {1, 2, 3, 4};
std::vector<int> result(nums.size());
std::transform(nums.begin(), nums.end(), result.begin(), MultiplyBy(3));
// 결과: {3, 6, 9, 12}
}각 펑터(functor) 인스턴스는 생성 시 설정된 멤버 변수를 통해 자신만의 독립적인 상태를 유지할 수 있습니다. 이는 일반적인 함수 호출로는 할 수 없는 일입니다. 하지만 간단한 연산을 위해 클래스를 정의하는 것은 코드가 장황해질 수 있습니다. 람다 표현식(Lambda expressions)은 간결한 대안을 제공합니다:
int factor = 3;
std::transform(nums.begin(), nums.end(), result.begin(),
[factor](int x) { return x * factor; });람다 구문은 [capture](parameters) { body }입니다. 캡처 절은 람다가 액세스할 수 있는 외부 변수를 지정합니다. 모든 변수를 값으로 캡처하려면 [=]를 사용하고, 모든 변수를 참조로 캡처하려면 [&]를 사용하거나, [factor] 또는 [&factor]와 같이 특정 변수를 나열합니다.
람다는 사용자 정의 기준에 따른 정렬과 같은 알고리즘을 사용한 일회성 작업에 특히 유용합니다:
std::vector<int> nums = {5, -2, 8, -1};
std::sort(nums.begin(), nums.end(),
[](int a, int b) { return std::abs(a) < std::abs(b); });
// 절댓값 기준으로 정렬됨: {-1, -2, 5, 8}
챌린지
쉬움제품 가격에 다양한 할인 전략을 적용하기 위해 펑터(functor)와 람다 표현식을 모두 사용하는 가격 계산기를 만들어 보겠습니다.
코드는 두 개의 파일로 구성됩니다:
Discounts.h: 여기에 할인 펑터와 유틸리티 함수를 정의합니다.할인율(정수형)을 저장하는
PercentageDiscount라는 이름의 펑터를 만드세요. 이 펑터의operator()는double가격을 인자로 받아 할인된 가격을 반환해야 합니다. 예를 들어, $100에 20% 할인을 적용하면 $80를 반환해야 합니다.차감할 고정 금액(
double)을 저장하는FixedDiscount라는 이름의 또 다른 펑터를 만드세요. 이 펑터의operator()는 가격을 인자로 받아 고정 금액을 뺀 가격을 반환해야 합니다 (단, 결과가 0보다 작아서는 안 됩니다).const std::vector<double>&를 인자로 받아 모든 가격을 공백으로 구분하여 출력하고 줄바꿈을 수행하는printPrices함수를 만드세요. 각 가격은 소수점 둘째 자리까지 표시해야 합니다.main.cpp: 다섯 개의 입력을 읽습니다 (각각 별도의 줄에 입력됨):- 첫 번째 제품 가격 (double)
- 두 번째 제품 가격 (double)
- 세 번째 제품 가격 (double)
- 적용할 할인율 (정수, 예: 20%의 경우 20)
- 고정 할인 금액 (double)
세 개의 가격으로 벡터를 생성하고 다음 두 가지 방식을 모두 시연하세요:
Original prices:를 출력한 후 가격들을 출력합니다.std::transform과PercentageDiscount펑터를 사용하여 할인된 가격의 새 벡터를 생성합니다.After percentage discount:를 출력한 후 결과를 출력합니다.- 원본 가격에
std::transform과FixedDiscount펑터를 사용하여 또 다른 벡터를 생성합니다.After fixed discount:를 출력한 후 결과를 출력합니다. - 각 원본 가격을 두 배로 만드는 람다 표현식과
std::transform을 사용합니다.Premium prices (doubled):를 출력한 후 결과를 출력합니다. - 람다를 사용한
std::sort로 원본 가격을 내림차순으로 정렬합니다.Sorted (high to low):를 출력한 후 정렬된 가격을 출력합니다.
예를 들어, 입력값이 100.00, 50.00, 75.00, 20, 15.00인 경우:
Original prices: 100.00 50.00 75.00
After percentage discount: 80.00 40.00 60.00
After fixed discount: 85.00 35.00 60.00
Premium prices (doubled): 200.00 100.00 150.00
Sorted (high to low): 100.00 75.00 50.00 이 챌린지를 통해 할인 금액과 같은 상태를 유지하는 펑터와, 빠르고 인라인적인 연산을 위해 변수를 캡처하는 람다를 비교해 볼 수 있습니다. 두 방식 모두 std::transform 및 std::sort와 같은 STL 알고리즘과 완벽하게 연동됩니다.
직접 해보기
#include <iostream>
#include <vector>
#include <algorithm>
#include "Discounts.h"
int main() {
// 입력 읽기
double price1, price2, price3;
int percentageDiscount;
double fixedDiscount;
std::cin >> price1;
std::cin >> price2;
std::cin >> price3;
std::cin >> percentageDiscount;
std::cin >> fixedDiscount;
// 세 가지 가격으로 벡터 생성
std::vector<double> prices = {price1, price2, price3};
// TODO: printPrices를 사용하여 "Original prices:"와 그 뒤에 가격들을 출력
// TODO: PercentageDiscount 펑터와 함께 std::transform 사용
// 결과를 위한 새 벡터 생성
// "After percentage discount:"와 그 뒤에 결과들을 출력
// TODO: 원본 가격에 FixedDiscount 펑터와 함께 std::transform 사용
// 결과를 위한 새 벡터 생성
// "After fixed discount:"와 그 뒤에 결과들을 출력
// TODO: 각 원본 가격을 두 배로 만드는 람다와 함께 std::transform 사용
// 결과를 위한 새 벡터 생성
// "Premium prices (doubled):"와 그 뒤에 결과들을 출력
// TODO: 원본 가격을 내림차순으로 정렬하는 람다와 함께 std::sort 사용
// "Sorted (high to low):"와 그 뒤에 정렬된 가격들을 출력
return 0;
}
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