1 부프로그래밍 기법들1.4 게임 프로그래밍에서의 STL 활용 (James Boer)Page 83 ~ 100NHN NEXT, NEXON 라태웅

STL(Standard Template Library) 이 공식적으로 생겨난 때는 1997 년 STL 은 컨테이너 ( 데이터의 모음 ) 클래스들의 모음

등이 존재함

컨테이너는 시퀀스 컨테이너와 결합 컨테이너로 나뉨 시퀀스 컨테이너 원소들이 직선 순서대로 배치 결합 ( 연관 ) 컨테이너 레드 블랙 트리 , 균형 이진 트리 형태특정 위치에 대한 삽입이 허용되지 않음

deque list queuepriority_queue

stack vector

mapmul-

timapset multiset bitset

반복자 컨테이너 안의 요소들에 대한 포인터와 비슷한 개념 ++ 연산자로 반복자를 컨테이너 안의 다음 요소로 옮기는 것 * 연산자로 반복자를 역참조해서 실제 데이터를 얻어오는 것

알고리즘 STL 클래스들에 대해 작동하는 알고리즘 , 독립적인 함수로 존재 데이터와 알고리즘을 분리시키기 위해 컨테이너에 포함되지 않음

주요 개념 컨테이너의 시작 begin() 컨테이너의 끝 end() 주의 ! end() 는 마지막 요소가 아니라 마지막 요소 다음의 유효하지 않은 위치를 가리킴 STL 컨테이너들은 정보를 참조 (by ref) 가 아닌 값 (by val) 으로 전달 크기가 큰 구조체나 클래스라면 포인터를 넘겨주도록 하는 것이 바람직 그렇지 않으면 매 번의 삽입 , 접근마다 객체의 복사를 위해 생성자가 호출된다 .

begin() … … … … end()

data data data data data none

벡터 동적으로 크기를 변경할 수 있는 배열 주기적으로 메모리를 재할당하고 새 배열로 데이터를 전송할 수 있는 배열

“ 크기가 변할 수 있는 배열”이라 함은 , 필요한 양 이상의 메모리를 할당할 수 있음

벡터의 끝에 하나의 요소를 추가하는 작업은 “상각된“ 상수적 시간 공간이 꽉 찬 경우 , 새 메모리를 할당하고 , 기존 메모리에 있는 배열을 새 메모리로 복사하고 , 기존 메모리를 해제하는 추가적인 시간과 자원이 소모

메모리를 재할당하면 반복자들이 무효화 새로운 메모리를 할당하고 기존 메모리를 해제하기 때문 메모리 재할당이 언제 일어나는지 이해해야 함

c.reverse(10)

none none none none none

none none none none none

c.push_back(3)

c.begin()3

c.end()none

none none none

none none none none none

c.push_back(99)

c.begin()3

99c.end()none

none none

none none none none none

c.push_back(99)

c.begin()3

99 43c.end()none

none

none none none none none

c[0] = 12

c.begin()12

99 43c.end()none

none

none none none none none

c[1] = 32

c.begin()12

32 43c.end()none

none

none none none none none

c[2] = 999

c.begin()12

32 999c.end()none

none

none none none none none

리스트 이중 연결 리스트 (Double Linked List) 로 구현됨 어떠한 요소 삽입이나 삭제도 상수적인 시간으로 수행됨 연결 리스트이기 때문에 벡터나 데크처럼 특정 요소에 임의 접근은 불가능

벡터와 정확히 동일한 방식으로 사용 가능 push_front(), push_back 등

데크 컨테이너의 양 끝에서 요소의 삽입과 제거가 일어남 컨테이너 중간에서는 요소의 삽입이나 제거가 잦지 않을 때 사용 벡터와 마찬가지로 양 끝에서 삽입과 삭제는 상각된 상수적 시간이 걸린다

큐 자체 내부 데이터의 본성 때문에 임의 접근이 가능하지만 벡터보다 비효율적 시작점이 제일 처음 위치가 아니거나 , 등등

양 끝에서 삽입과 삭제가 일어날 수 있기 때문에 위와 같은 상태일 수 있음

벡터와 달리 추가적인 메모리 할당을 결정할 수 없음

none data none

맵 Key-Value 쌍을 담는 컨테이너 해시 테이블보다는 비효율적이지만 속도의 차이는 무시할 수 있을 정도 삽입과 함께 정렬이 수행 즉 , map 의 데이터는 항상 정렬된 상태로 존재

Key 를 통해 값을 조회하는 데 걸리는 시간은 O(log n)

균형 이진 트리 형태 ( 혹은 레드 블랙 트리 ) 의 구조 때문에 O(log n) 의 시간이 걸린다

스택 push(), pop(), top() 의 기본적인 멤버 함수를 제공 size() 와 empty() 로 현재 상태를 알 수 있다

스택은 기본적으로 하나의 deque 로 구현 stack<int> c; // deque stack stack<int, vector<int>> c; // vector stack push_back, pop_back, back() 함수를 제공하는 어떠한 컨테이너라도 vector 대신 사용 가능

pop() 이나 top() 을 수행할 때 항상 검사해야 함 안전성보다는 속도를 우선으로 설계 pop() 과 top() 을 할 때 스택에 요소가 있는지 size() 나 empty() 로 미리 점검해 주어야 함 큐와 우선 순위 큐도 마찬가지

큐 push(), pop(), front(), back() 의 기본적인 멤버 함수를 제공 size() 와 empty() 로 현재 상태를 알 수 있다 back() 이 요소가 삽입될 위치이다

큐 또한 기본적으로 deque 를 사용하나 변경 가능 vector 는 앞쪽에서 요소를 추가하거나 제거하면 나머지 요소들이 모두 밀리거나 당겨짐 때문에 vector 는 비효율적

우선 순위 큐 큐와 동일하나 삽입과 동시에 내림차순으로 정렬 < 연산자를 기반으로 정렬 때문에 세번째 인자로 사용자 정의 비교 함수를 넣을 수 있음 포인터를 넣었을 경우 주소값을 비교하기 때문에 필수적

결론 STL 의 장단점을 잘 이해하면 코드의 속도나 무결성을 훼손하지 않고 강력한 기능을 최대한 활용할 수 있다

STL 은 그 자체만으로 책 한 권을 쓸 수 있는 방대한 주제

이 글을 통해서 STL 의 가능성과 매력만을 맛볼 수 있기를 바람

참고 자료 The C++ Standard Library: A Tutorial and Reference

The C++ Programming Language

Designing Components with the C++