선별된 30개 핵심 가이드라인에서 피어나는 모던 C++의 아름다움

C++는 역사가 오래되었고, 긴 시간에 걸쳐 언어 자체는 물론 그 작성법도 진화했다. 비야네 스트롭스트룹(C++ 창시자)과 허브 서터가 작성한, C++ 코딩 스타일 가이드의 바이블이라고 할 수 있는 오픈 소스 ‘C++ 핵심 가이드라인(C++ Core Guidelines)’ 역시 지금 이 순간에도 끝없이 개정되고 있다.

백과사전처럼 구성된 핵심 가이드라인 전체를 차례대로 정독하는 것은 지루한 일이다. 이 책은 256개에 달하는 핵심 가이드라인 중에서도 정수 30개를 선별해 다섯 개 카테고리로 묶고, 맥락과 함께 가이드라인의 내용을 해설한다. 경험 많은 게임 프로그래머 가이 데이비슨과 C++ 강연으로 유명한 케이트 그레고리가 실제 사례와 실무 지식을 덧붙여 공식 C++ 핵심 가이드라인 웹사이트와 긴밀하게 연계되도록 집필했다.

전문적인 샘플 코드를 통해, 긴 역사만큼이나 오용되는 지식을 바로잡고 추상화, 템플릿, 타입 안전성 등 주요 프로그래밍 개념에 대한 통찰력을 얻을 수 있다. 레거시 코드나 지침을 무조건 배척하는 대신, 개념의 원래 의미와 역사적 맥락을 돌아보고 예시를 살펴본다. 새로운 언어 기능과 오래된 언어 기능 모두를 성공적으로 사용하는 검증된 방법을 조명함으로써, 기본적으로(by default) 강력하고 성능이 뛰어난 프로그램을 작성하는 방법을 보여준다. ‘핵심 가이드라인의 핵심’을 유려하게 풀어내는 아름다운 책이다.

 

주요 내용

● ‘바이크셰딩’ 방지하기(사소한 것 때문에 중요한 문제를 놓치지 말자)

● 나중에 문제를 일으킬 수 있는 코드를 작성하지 않기

● 피해야 할 레거시 기능과 대신 사용할 최신 기능을 파악하기

● 최신 기능을 올바르게 사용하여 새로운 문제를 일으키지 않고 이점을 누리기

● 정적으로 타입 안전하며, 누출이 없고, 발전시키기 쉬운 고품질 코드를 기본값으로 삼기

● 모든 C++ 버전(C++11, C++14, C++17, C++20)에서 핵심 가이드라인 사용하기

[목 차]
  

옮긴이 머리말 xii

베타리더 후기 xiii

선정 가이드라인 목록 xvi

추천 서문(비야네 스트롭스트룹) xvii

시작하며 xix

감사의 글 xxiv

 

PART 1 사소한 것 때문에 중요한 문제를 놓치지 말자

CHAPTER 1.1 [P.2] ISO 표준 C++로 작성하라 3

__1.1.1 ISO 표준 C++란 무엇인가? 3

__1.1.2 차이를 캡슐화하기 5

__1.1.3 예전 방식 학습하기 9

__1.1.4 표준 개발 현황 파악하기 11

CHAPTER 1.2 [F.51] 선택의 여지가 있다면 오버로딩 대신 기본 인수를 사용하라 13

__1.2.1 소개 13

__1.2.2 추상화 다듬기: 추가 인수냐, 오버로딩이냐 14

__1.2.3 오버로드 확인의 미묘한 차이 16

__1.2.4 예제로 돌아가기 18

__1.2.5 모호하지 않다는 기본 인수의 특성 19

__1.2.6 오버로드의 대안 21

__1.2.7 반드시 오버로드해야 하는 경우 21

__1.2.8 요약 22

CHAPTER 1.3 [C.45] 데이터 멤버를 초기화하기만 하는 기본 생성자를 정의하지 말고 기본 멤버 초기화자로 초깃값을 설정하라 24

__1.3.1 어쨌거나 기본 생성자가 있는 이유는? 24

__1.3.2 데이터 멤버를 초기화하려면? 26

__1.3.3 두 사람이 클래스 하나를 유지보수하면 무슨 일이 발생하나요? 28

__1.3.4 요약 31

CHAPTER 1.4 [C.131] 자명한 getter와 setter는 피하라 32

__1.4.1 아주 오래된 이디엄 32

__1.4.2 추상화 33

__1.4.3 단순한 캡슐화 36

__1.4.4 클래스 불변 조건 39

__1.4.5 명사와 동사 41

__1.4.6 요약 42

CHAPTER 1.5 [ES.10] 선언당 단 하나의 이름만 선언하라 43

__1.5.1 소개합니다 43

__1.5.2 하위 호환성 47

__1.5.3 더 명확하게 선언하기 48

__1.5.4 구조적 바인딩 49

__1.5.5 요약 51

CHAPTER 1.6 [NR.2] 함수에 단일 반환문을 고집하지 말라 52

__1.6.1 규칙은 진화합니다 52

__1.6.2 정리를 보장하기 54

__1.6.3 RAII 사용하기 57

__1.6.4 좋은 함수 작성하기 59

__1.6.5 요약 61

 

PART 2 자기 발등을 찍지 말라

CHAPTER 2.1 [P.11] 지저분한 구조체는 코드에 펼쳐놓지 말고 캡슐화하라 65

__2.1.1 한 번에 처리하기 65

__2.1.2 지저분한 구조체를 캡슐화한다는 의미 67

__2.1.3 언어의 목적과 추상화의 본질 69

__2.1.4 추상화 수준 72

__2.1.5 리팩터링과 구분 짓기를 통한 추상화 74

__2.1.6 요약 75

CHAPTER 2.2 [I.23] 함수의 인수를 적게 유지하라 76

__2.2.1 얼마나 벌어야 할까요? 76

__2.2.2 추상화를 통해 문제를 단순화하기 78

__2.2.3 가능한 한 적게 하되, 덜 하지는 말기 81

__2.2.4 실제 사례 83

__2.2.5 요약 85

CHAPTER 2.3 [I.26] 크로스 컴파일러 ABI가 필요하면 C 방식의 하위 집합을 사용하라 86

__2.3.1 라이브러리 만들기 86

__2.3.2 ABI란 무엇인가? 87

__2.3.3 최소한으로 줄이기 89

__2.3.4 예외 전파 91

__2.3.5 요약 92

CHAPTER 2.4 [C.47] 멤버를 선언한 순서대로 데이터 멤버를 정의하고 초기화하라 94

__2.4.1 요약 103

CHAPTER 2.5 [CP.3] 쓰기 가능한 데이터의 명시적 공유는 최소화하라 104

__2.5.1 전통적 실행 모델 104

__2.5.2 잠깐, 더 있습니다 106

__2.5.3 교착 상태 및 데이터 경쟁 피하기 109

__2.5.4 잠금과 뮤텍스 외의 사항 111

__2.5.5 요약 114

CHAPTER 2.6 [T.120] 꼭 필요할 때만 템플릿 메타프로그래밍을 사용하라 115

__2.6.1 std::enable_if에서 requires로 123

__2.6.2 요약 128

 

PART 3 그만 사용하라

CHAPTER 3.1 [I.11] 절대로 원시 포인터(T*)나 참조(T&)로 소유권을 넘기지 말라 131

__3.1.1 자유 공간 사용하기 131

__3.1.2 스마트 포인터의 성능 비용 134

__3.1.3 데코레이터 없는 참조 시맨틱 사용하기 135

__3.1.4 gsl::owner 136

__3.1.5 요약 139

CHAPTER 3.2 [I.3] 싱글턴을 피하라 140

__3.2.1 전역 객체는 나쁩니다 140

__3.2.2 싱글턴 디자인 패턴 141

__3.2.3 정적 초기화 순서 실패 142

__3.2.4 싱글턴 숨기는 법 144

__3.2.5 하지만 이 중 하나만 존재해야 합니다 145

__3.2.6 잠깐만요... 147

__3.2.7 요약 149

CHAPTER 3.3 [C.90] memset과 memcpy에 의존하지 말고 생성자와 할당 연산자를 사용하라 150

__3.3.1 최대 성능 추구하기 150

__3.3.2 끔찍한 생성자 오버헤드 151

__3.3.3 가장 간단한 클래스 152

__3.3.4 어쨌든 표준에서 설명하는 내용은 무엇인가요? 155

__3.3.5 그러면 memcpy는 어때요? 158

__3.3.6 컴파일러를 절대 과소평가하지 말라 159

__3.3.7 요약 161

CHAPTER 3.4 [ES.50] const를 형 변환하지 말라 162

__3.4.1 이야기 162

__3.4.2 훨씬 더 많은 데이터 다루기 163

__3.4.3 상수 방화벽 165

__3.4.4 이중 인터페이스 구현 166

__3.4.5 캐싱과 느긋한 계산법 168

__3.4.6 두 종류의 const 169

__3.4.7 const의 놀라운 점 171

__3.4.8 요약 172

CHAPTER 3.5 [E.28] 전역 상태에 따른 에러 처리는 피하라(예: errno) 173

__3.5.1 에러 처리는 어렵습니다 173

__3.5.2 C와 errno 173

__3.5.3 반환 코드 175

__3.5.4 예외 176

__3.5.5 177

__3.5.6 Boost.Outcome 177

__3.5.7 에러 처리는 왜 이렇게 어려운가? 179

__3.5.8 고생 끝에 낙이 온다 180

__3.5.9 요약 182

CHAPTER 3.6 [SF.7] 헤더 파일의 전역 범위에 using namespace를 사용하지 말라 183

__3.6.1 이렇게 하지 말라 183

__3.6.2 명확하게 하기 184

__3.6.3 using 사용법 185

__3.6.4 심벌은 어디로 가나? 187

__3.6.5 한층 더 은밀히 퍼지는 문제 190

__3.6.6 복잡한 범위 지정 연산자 문제 해결하기 191

__3.6.7 유혹과 타락 193

__3.6.8 요약 194

 

PART 4 새로운 기능을 제대로 사용하라

CHAPTER 4.1 [F.21] ‘출력값’을 여러 개로 반환하려면 구조체로 반환하라 197

__4.1.1 함수 시그니처의 형태 197

__4.1.2 설명과 애너테이션 198

__4.1.3 이제 객체를 반환할 수 있습니다 199

__4.1.4 튜플도 반환할 수 있습니다 203

__4.1.5 비상수 참조로 전달 및 반환하기 205

__4.1.6 요약 209

CHAPTER 4.2 [Enum.3] 단순 열거형보다는 클래스 열거형을 택하라 210

__4.2.1 상수 210

__4.2.2 범위가 있는 열거형 213

__4.2.3 숨겨진 타입 215

__4.2.4 암묵적 형 변환 217

__4.2.5 요약 219

__4.2.6 추신 219

CHAPTER 4.3 [ES.5] 범위는 작게 유지하라 220

__4.3.1 범위의 본질 220

__4.3.2 블록 범위 222

__4.3.3 네임스페이스 범위 223

__4.3.4 클래스 범위 226

__4.3.5 함수 매개변수 범위 228

__4.3.6 열거형 범위 229

__4.3.7 템플릿 매개변수 범위 230

__4.3.8 맥락으로서의 범위 231

__4.3.9 요약 232

CHAPTER 4.4 [Con.5] 컴파일 타임에 계산할 수 있는 값은 constexpr를 사용하라 233

__4.4.1 const부터 constexpr에 이르기까지 233

__4.4.2 C++ 기본값 235

__4.4.3 constexpr 사용하기 237

__4.4.4 inline 241

__4.4.5 consteval 242

__4.4.6 constinit 243

__4.4.7 요약 245

CHAPTER 4.5 [T.1] 템플릿을 사용하여 코드의 추상화 수준을 높이라 246

__4.5.1 이야기 246

__4.5.2 추상화 수준 높이기 248

__4.5.3 함수 템플릿과 추상화 250

__4.5.4 클래스 템플릿과 추상화 253

__4.5.5 작명은 어렵습니다 255

__4.5.6 요약 256

CHAPTER 4.6 [T.10] 모든 템플릿 인수의 콘셉트를 명시하라 257

__4.6.1 어떻게 여기까지 왔을까요? 257

__4.6.2 매개변수 제한하기 260

__4.6.3 콘셉트를 추상화하는 법 263

__4.6.3 콘셉트를 통해 분해하기 266

__4.6.5 요약 268

 

PART 5 기본적으로 코드를 잘 작성하라

CHAPTER 5.1 [P.4] 프로그램은 최대한 정적으로 타입에 안전해야 한다 273

__5.1.1 타입 안전성은 C++의 보안 기능입니다 273

__5.1.2 공용체 275

__5.1.3 형 변환 277

__5.1.4 unsigned 280

__5.1.5 버퍼와 크기 283

__5.1.6 요약 285

CHAPTER 5.2 [P.10] 가변 데이터보다는 불변 데이터를 택하라 286

__5.2.1 잘못된 기본값 286

__5.2.2 함수 선언의 상수성 289

__5.2.3 요약 293

CHAPTER 5.3 [I.30] 규칙 위반을 캡슐화하라 294

__5.3.1 일상에서 보기 싫은 것 숨기기 294

__5.3.2 체면 차리기 296

__5.3.3 요약 301

CHAPTER 5.4 [ES.22] 값으로 초기화하기 전까지는 변수를 선언하지 말라 303

__5.4.1 표현식과 문의 중요성 303

__5.4.2 C 언어 방식의 선언 304

__5.4.3 선언 후 초기화하기 305

__5.4.4 최대한 지연된 선언 307

__5.4.5 맥락에 따른 기능의 지역화 309

__5.4.6 상태 제거하기 311

__5.4.7 요약 313

CHAPTER 5.5 [Per.7] 최적화할 수 있도록 설계하라 314

__5.5.1 프레임 레이트 최대화하기 314

__5.5.2 하드웨어 수준에서 더 나아가 작업하기 316

__5.5.3 추상화를 통한 최적화 320

__5.5.4 요약 322

CHAPTER 5.6 [E.6] 메모리 누수를 방지하려면 RAII를 사용하라 324

__5.6.1 결정론적 소멸 324

__5.6.2 파일 누수 없애기 327

__5.6.3 왜 굳이 이렇게 할까요? 330

__5.6.4 미래의 가능성까지 고려해야 하는가 332

__5.6.5 어디에서 얻을 수 있나요? 335

 

마치며 338

후기(허브 서터) 340

찾아보기 342

[본 문]
  

사용자가 키보드를 눌렀을 때 그 특정 키를 알고 싶은 경우를 예로 들겠습니다. 한 가지 접근법은 사용 중인 플랫폼을 감지하는 전처리기를 사용해서 알맞은 코드를 아래와 같이 실행하는 방법입니다.

#if defined WIN32 auto a_pressed = bool{GetKeyState('A') & 0x8000 != 0}; #elif defined LINUX auto a_pressed = /*아주 길고 긴 코드*/ #endif 아주 보기 나쁩니다. 잘못된 추상화 수준에서 작동하기 때문입니다. 윈도우나 리눅스 전용 코드는 헤더 파일에 적힌 다른 별도의 파일에 있어야 하기 때문에, 이 코드는 다음과 같아야 합니다. (5쪽)

 

이 함수에서 중요한 것은 옵션 파일을 구문 분석하여 각 키에 무언가를 한다는 점입니다. 안타깝게도 그러는 동안 공백이 포함되는 기능을 잃었습니다. 화살괄호 연산자는 공백에 도달하면 추출을 중단합니다. 이에 대해서는 곧 다시 살펴보겠습니다. / 하지만 한결 나아졌습니다. 이제 키와 함수 포인터에 대한 맵을 초기화하기만 하면 됩니다. 그러나 문제를 빙 돌아온 것일 뿐입니다. 사용자가 초기화자 업데이트를 깜빡할 수 있기 때문에 여기서 또 실수가 발생할 수 있습니다. 이걸 자동화할 수 있을까요? (70~71쪽)

 

gsl::owner의 정의는 매우 간단합니다. T가 포인터 타입이라면 gsl::owner는 T의 별칭이고 그렇지 않다면 정의되지 않습니다. / 이 타입은 소유권을 강제하려는 것이 아니라 사용자에게 소유권 변경이 발생함을 알리려는 것입니다. 함수 이름에 이러한 정보를 담지 않고 타입에 포함시켰습니다. (…) GSL이 더 널리 쓰임에 따라 IDE가 해당 타입을 익히고 빨간 밑줄이나 전구 힌트 표시 같은 표시로 작성자에게 소유권 남용에 대해 경고하리라 기대할지도 모르겠네요. 그때까지는 gsl::owner를 소유권을 강제하는 타입으로 사용하기보다는 소유권을 설명하는 타입으로 사용하세요. 궁극적으로 gsl::owner는 고수준의 소유권 추상화를 정말로 사용할 수 없을 때 최후의 수단으로 사용하세요. (138~139쪽)

 

보다시피 범위를 작게 유지하면 몇 배의 보상으로 돌아옵니다. 근본적으로 범위란 어떤 것의 부분에 대해 생각하는 방식입니다. 범위와 관련성이라는 개념은 밀접하게 연관되어 있습니다. / 범위는 추상화를 식별하고 묶는 방식입니다. 범위는 이름의 집합입니다. 클래스 범위이든 함수 범위이든 네임스페이스 범위이든 해당 추상화와 관련된 선언을 포함하는 것이 바로 범위입니다. 범위는 솔루션 도메인의 근본적인 기본 요소입니다. 범위를 작게 유지하라는 것은 또한 추상화를 작게 유지하라는 말이 됩니다. (231쪽)

 

C에서는 모든 코드가 실행되기 전에 함수 위쪽에 모든 변수를 선언해야 했습니다. 함수에서 사용하는 것보다 더 많은 변수를 무심코 선언하는 일은 꽤 흔했습니다. (…) 이 함수는 10년 전에 처음 작성했고 여러 번 수정을 거쳤습니다. 5년 전에 distribution_median은 distribution_mode라는 합계로 대체되었는데, 둘 다 중앙값의 필요 여부는 고려하지 않고 계산되었습니다. 아무도 알고리즘에서 사용하지 않는 부분을 지원하기 위해 선언된 상태를 제거하지 않았습니다. 눈에서 멀어지면 마음에서도 멀어지는 법입니다. 게다가 알맞은 위치를 찾기보다는 목록에 추가하는 것이 엔지니어의 습관이기 때문에 range_average와 range_max는 range_floor와 range_ceiling으로 분리되었습니다. (304쪽)

 

진심으로 바라건대, 여러분이 이 책을 읽고 나면 프로그램이란 일련의 작업이 스크립팅된 것이 아니라 당면한 문제를 모델링하는 작은 추상화 집합이라는 개념에 초점을 맞추기를 바랍니다. C++는 제로 오버헤드 추상화 기능과 하드웨어 수준의 성능 향상 가능성이 혼합되었다는 특징이 있습니다. 성능 향상의 이점만 취하고 추상화 기능은 버린다면 코드는 유지보수가 어려워지고, 다른 코드베이스에 통합하기도 어려워집니다. (338쪽)