곰돌이연구실

해당 문서는 다음 자료들을 참고하였습니다.

https://modoocode.com/229

https://modoocode.com/252

C++에 들어오면서, "기존의 로우 포인터(=Raw Pointer) 에서 발생할 수 있는 문제들을 해결하기 위한 포인터"를 만들겠다는 명목하에 스마트 포인터라는 포인터가 추가되었다.

Raw Pointer 를 쓰면 생기는 문제점은 크게

1. 메모리를 사용했는데 해제 안한 경우
= 메모리가 낭비되는 현상 (=메모리 누수 / Memory Leak) 가 발생

2. 메모리를 사용하던 중에 해제한 경우, 해제한 메모리를 접근하는 경우

= 잘못된 참조  (Dangling Pointer) 발생으로 크래시 위험

둘다 문제가 많은 상황인데,

해제를 안한 경우가 "언제 터질지 모르는 시한폭탄" 이라면, 해제된 메모리 접근은 "지뢰" 라고 볼 수 있다.

둘다 터지면 머리아픈건 매한가지지만

주요 이론은, "객체는 (특별한 문제가 없는 한) 사라질때 소멸자가 반드시 호출되며, 이때 자원 해제를 하게 되면 자원 해제와 관련된 문제가 해결되지 않을까?" 라는 마인드에 입각하여(*1) 
포인터를 포인터 객체로 만들어서, 해당 객체가 소멸시 데이터까지 같이 delete 하도록 하여 각종 포인터 예외를 대응하고자 한것이다. 

다양한 스마트 포인터가 있고, 각자 다양한 목적을 위해 사용하는데 각각에 대한 정보를 정리를 한번 해야할것 같아 스스로 이해한 부분에 대해 정리를 해보고자 한다.

물론, 이미 Duplicated 된 Auto_Ptr은 생략한다...

해당 문서에는 각 스마트포인터의 사용법보단, 구조 및 원리에 대해 주로 설명합니다.

사용법이 필요하다면 적당히 찾아보시거나 직접 연구해보시는것을 추천합니다.

1) 해당 내용과 관련된 디자인 패턴이 RAII 라고 불리는 객체를 통한 자원 획득 디자인 패턴임.
RAII : Resource Acquisition Is Initialization

Unique_Ptr

unique_ptr은 특정 객체에 대한 유일한 소유권을 가지는 스마트 포인터이다.

대체로, 유일한 소유권을 가지는 경우에 대해 "이걸 왜 쓰냐" 라는 의문을 가질때가 종종 있는데

다음과 같은 경우에 주로 문제가 발생한다.

Data* data1 = new Data();
Data* data2 = data1;

delete data1;// = data1 에 연결된 객체 소멸 (=new data() 로 선언한 객체)
delete data2;// = data2 에 연결된 객체 소멸 (=data1 (= new data()로 선언한 객체)

간단히 설명하면, data1 포인터에 새로운 data 객체를 만들어줬고, 이를 data2에서도 참조할 수 있도록 해놨는데,

수행 이후 data1 포인터를 통해 객체를 소멸시켰으나, data2에서도 연결된 객체를 소멸시키려고 하는 상황이다.

이때, 이미 삭제된 객체를 삭제하려고 시도해서 메모리 오류가 발생하며 Crash가 발생하게 된다.

"그럼 객체 소멸을 한가지 포인터만 하게 하면 되지 않나요?" 란 의문에서 나온것이 바로 unique_ptr 되시겠다.

특정 객체의 소유권을 지정하여 해당 포인터에서만 객체 접근 및 소멸을 담당하게 하면, 다른 포인터가 임의로 객체를 파괴시키는 현상은 일어나지 않게 될것이다. 또한, 위에서 설명한 문제중 "포인터를 쓰고 해제 하지 않는 문제"를 RAII 패턴에 입각하여 대응을 한것이 unique_ptr이고, 이는 일반적인 포인터처럼 사용할 수 있으나 다음과 같은 특징을 가지고 있다.

1. 특정 객체 (= 특정 클래스로 이루어진 메모리 영역) 에 대해 유일한 소유권을 가진다.

2. 함수 스택에 포함된 객체로, 함수가 끝나면 소멸자가 호출되며 메모리를 자동으로 해제한다.

사실, 2번에 대해서는 이해하기가 쉬운데, 1번은 "그걸 어떻게 알 수 있는데?" 라는 의문이 생길 수 있다.

안그래도 궁금해서 좀 찾아보았는데, unique_ptr 구현부에 다음과 같은 항목이 있었다.

      /** Takes ownership of a pointer.
       *
       * @param __p  A pointer to an object of @c element_type
       * @param __d  A reference to a deleter.
       *
       * The deleter will be initialized with @p __d
       */
      template<typename _Del = deleter_type,
               typename = _Require<is_copy_constructible<_Del>>>
        unique_ptr(pointer __p, const deleter_type& __d) noexcept
        : _M_t(__p, __d) { }
      /** Takes ownership of a pointer.
       *
       * @param __p  A pointer to an object of @c element_type
       * @param __d  An rvalue reference to a (non-reference) deleter.
       *
       * The deleter will be initialized with @p std::move(__d)
       */
      template<typename _Del = deleter_type,
               typename = _Require<is_move_constructible<_Del>>>
        unique_ptr(pointer __p,
                   __enable_if_t<!is_lvalue_reference<_Del>::value,
                                 _Del&&> __d) noexcept
        : _M_t(__p, std::move(__d))
        { }

위는 할당, 아래는 "이동" 연산

여기서 보면 _M_t_ 라는 변수가 보이는데, 이는 __uniq_ptr_data 라는 구조체 변수이고, 해당 변수는 내부에 "__unique_ptr_impl" 라는 변수를 가지고 있다.

//__uniq_ptr_data 구현부
template <typename _Tp, typename _Dp,
            bool = is_move_constructible<_Dp>::value,
            bool = is_move_assignable<_Dp>::value>
    struct __uniq_ptr_data : __uniq_ptr_impl<_Tp, _Dp>
    {
      using __uniq_ptr_impl<_Tp, _Dp>::__uniq_ptr_impl;
      __uniq_ptr_data(__uniq_ptr_data&&) = default;
      __uniq_ptr_data& operator=(__uniq_ptr_data&&) = default;
    };
    
    
    
    
 // Manages the pointer and deleter of a unique_ptr
  template <typename _Tp, typename _Dp>
    class __uniq_ptr_impl
    {
      template <typename _Up, typename _Ep, typename = void>
        struct _Ptr
        {
          using type = _Up*;
        };
      template <typename _Up, typename _Ep>
        struct
        _Ptr<_Up, _Ep, __void_t<typename remove_reference<_Ep>::type::pointer>>
        {
          using type = typename remove_reference<_Ep>::type::pointer;
        };
    public:
      using _DeleterConstraint = enable_if<
        __and_<__not_<is_pointer<_Dp>>,
               is_default_constructible<_Dp>>::value>;
      using pointer = typename _Ptr<_Tp, _Dp>::type;
      static_assert( !is_rvalue_reference<_Dp>::value,
                     "unique_ptr's deleter type must be a function object type"
                     " or an lvalue reference type" );
      __uniq_ptr_impl() = default;
      __uniq_ptr_impl(pointer __p) : _M_t() { _M_ptr() = __p; }
      template<typename _Del>
      __uniq_ptr_impl(pointer __p, _Del&& __d)
        : _M_t(__p, std::forward<_Del>(__d)) { }
      __uniq_ptr_impl(__uniq_ptr_impl&& __u) noexcept
      : _M_t(std::move(__u._M_t))
      { __u._M_ptr() = nullptr; }
      __uniq_ptr_impl& operator=(__uniq_ptr_impl&& __u) noexcept
      {
        reset(__u.release());
        _M_deleter() = std::forward<_Dp>(__u._M_deleter());
        return *this;
      }
      pointer&   _M_ptr() { return std::get<0>(_M_t); }
      pointer    _M_ptr() const { return std::get<0>(_M_t); }
      _Dp&       _M_deleter() { return std::get<1>(_M_t); }
      const _Dp& _M_deleter() const { return std::get<1>(_M_t); }
      void reset(pointer __p) noexcept
      {
        const pointer __old_p = _M_ptr();
        _M_ptr() = __p;
        if (__old_p)
          _M_deleter()(__old_p);
      }
      pointer release() noexcept
      {
        pointer __p = _M_ptr();
        _M_ptr() = nullptr;
        return __p;
      }
    private:
      tuple<pointer, _Dp> _M_t;				//<<<---포인터 소유권을 관리하는 tuple
    };

해당 로직에서, _M_t 변수가 unique_ptr 내부의 포인터 변수임을 알 수 있었다.

그리고, unique_ptr이 특정 객체를 유일하게 소유하게 하는 방법은 다름이 아닌 "일부 생성자 함수를 삭제" 하는 방식이었는데, unique_ptr 구현부를 일부 뒤적대다보면 다음과 같이 기록되어 있다.

      // Disable copy from lvalue.
      unique_ptr(const unique_ptr&) = delete;
      unique_ptr& operator=(const unique_ptr&) = delete;

즉, 일반적인 복사 생성자나 대입 연산자는 삭제되어있으니, 당연히 접근하면 오류가 발생하는것이다.

'std::unique_ptr<A,std::default_delete<_Ty>>::unique_ptr(const std::unique_ptr<_Ty,std::default_delete<_Ty>> &)': attempting to reference a deleted function

오류 메시지는 다음과 같이 나온다. 삭제된 함수 (= 여기서는 복사, 대입 연산자)에 접근하려고 했다는 뜻.

이와 같은 방법으로 unique_ptr 간의 소유권을 지정할 수 있게 되었으며 (정확히는 조금.... 눈가리고 아웅 같긴 하지만) RAII 패턴에 힘입어 안전한 해제까지 보장되게 된 것이다.

p.s -

주의사항 : 물론, 설명에 없는것에서 눈치챘을수도 있지만 소유권이 이전된 빈 포인터가 된 unique_ptr에 포인터 연산을 시도 시 댕글링 포인터 문제로 인해 런타임 오류가 발생한다.

Shared_Ptr

근데 내가 특정 객체를 여러번 써야하는 경우가 있다면?

사실 이런 경우가 굉장히 흔하다. (오히려 unique_ptr을 쓰는 경우는 되게 드물었던것으로 기억한다.)

그렇다면 요구사항은 다음과 같이 정리된다.

1. 나는 한개의 객체를 여러개의 포인터로 접근하고 싶다.
2. 하지만, 그러면서 스마트 포인터의 특징 (= 안전한 해제)를 보장받고 싶다.

이를 위해 만들어진것이 바로 shared_ptr 되시겠다.

shared_ptr은 같은 객체를 다수의 스마트 포인터가 가리킬 수 있고, 내부적으로 레퍼런스 카운팅을 통해 몇번 참조중인지를 알 수 있는 스마트 포인터다.

레퍼런스 카운터가 0이 되면, 자동으로 해제되는 형태의 스마트 포인터로 알려져있는데.....

그럼 그 레퍼런스 카운터는 어떻게 되는가... 하면

__shared_count라는 서브 클래스가 따로 있고, (해당 클래스 내부에는 "_Sp_counted_base" 라는 클래스가 있다) 해당 클래스에서 카운트를 실시하는 스타일이다.

  template<>
    inline void
    _Sp_counted_base<_S_single>::_M_add_ref_copy()
    { ++_M_use_count; }
  template<>
    inline void
    _Sp_counted_base<_S_single>::_M_release() noexcept
    {
      if (--_M_use_count == 0)
        {
          _M_dispose();
          if (--_M_weak_count == 0)
            _M_destroy();
        }
    }

해당 정보는 같은 포인터를 가리키는 shared_ptr 끼리 공유하며 해당 공유 정보를 Control Block이라고 부른다.

즉, 레퍼런스 카운트 정보를 동일한 Control Block이 소유하고, 이를 각각의 shared_ptr이 공유하면서 사용하면 굳이 각 포인터에서 각자 카운터를 조작할 필요가 없게 되는것...

물론, 이를 위해서는 최초의 shared_ptr에서 접근을 늘려가야 하며 (즉, 최초의 shared_ptr을 제외한 N번째 shared_ptr은 최초의 shared_ptr을 가리켜야 한다), 1개의 raw pointer에서 다수의 shared_ptr을 새로 선언하면 shared_ptr이 자랑하는 레퍼런스 카운트 기능이 딱히 의미가 없어진다.

즉, shared_ptr에 raw pointer (=주소값)이 전달되면, 해당 shared_ptr은 본인이 해당 주소값을 최초로 소유한것으로 인지하게 된다는 것이다.

예시를 들자면, 다음과 같은 상황이다.

Data* data = new Data();	
    
std::shared_ptr<Data> p1(data);
std::shared_ptr<Data> p2(p1);
std::shared_ptr<Data> p3(data);


std::cout << p1.use_count() << std::endl;
std::cout << p2.use_count() << std::endl;
std::cout << p3.use_count() << std::endl;

이때의 결과값은

p1 = 2

p2 = 2

p3 = 1

이라는 결과가 나온다.

이 경우가 shared_ptr을 쓸때 가장 주의해야 하는 상황인데, 총 참조 회수는 3회임에도 불구하고,
시스템 상에서는 [p1,p2], [p3] 으로 2개의 제어 블록이 붙은 상황이라 카운팅이 다르게 발생한다.

이 경우, p3가 만일 사라진다면 p3에 연결된 원본 데이터도 같이 소멸하면서 p1, p2 포인터에서 오류가 발생한다.

해당 상황을 의도적으로 만들어야하는 경우가 아니라면, 동일한 raw pointer로 여러개의 shared_ptr을 만드는것은 지양해야 할것이다...

한가지 더. shared_ptr을 찾아보면 항상 나오는 얘기가 바로 순환참조이다.

순환참조를 아주 간단히 설명하면,
"A가 지워지려면 B에 있는 참조가 지워져야 하는데 B가 지워지려면 A에 있는 참조가 지워져야 됨"

즉, 각각의 객체에 다른 객체를 가리키는 shared_ptr이 존재하며 서로 레퍼런스 카운트를 차지하므로써 소멸이 이루어지지 않는 현상을 의미한다.

이 경우에는 시스템이 종료되기 전까지는 무슨짓을 해도 안 날아가기때문에, 메모리를 영원히 차지하는 문제가 생긴다.

주의사항 요약 : 

1. 동일 raw pointer로 다수의 shared_ptr 만들기 금지

2. shared_ptr을 서로 참조하는 순한참조 만들기 금지

Weak_ptr

이쯤되면, 이런 고민도 들 것이다.

"나는 그냥 포인터 값만 확인하고 싶고 레퍼런스 카운터에는 영향을 주고싶지 않아요"

"나는 순환 참조 문제를 피하면서 스마트 포인터를 쓰고 싶어요"

이럴때를 위한 스마트 포인터가 바로 weak_ptr 되시겠다.

weak_ptr은 shared_ptr과 유사하게 작동하나, 레퍼런스 카운터에는 영향을 미치지 않는다는 특징이 있다.

물론 weak_ptr에도 내부적으로 몇개의 weak_ptr이 사용중인가를 카운트하는 무언가가 있긴 하지만, shread_ptr의 레퍼런스카운트 보다는 크게 중요하지는 않아 보인다.

Data* data = new Data();	
    
std::shared_ptr<Data> p1(data);
std::shared_ptr<Data> p2(p1);
std::weak_ptr<Data> p3(p1);


std::cout << p1.use_count() << std::endl;
std::cout << p2.use_count() << std::endl;
std::cout << p3.use_count() << std::endl;

사용은 다음과 같이 할 수 있고, 카운트는 각각 2,2,2 로 동일한 숫자가 나오게 된다.

weak_ptr의 특이사항으로, weak_ptr로 객체를 할당받았음에도 불구하고 weak_ptr에서 임의로 객체에 접근할 수 는 없다.

이유는 어찌보면 당연한데, weak_ptr을 이용해서 직접 데이터를 접근하는 도중 원본 shared_ptr의 레퍼런스 카운트가 0이 된다면? 이라는 질문에 대한 답을 찾아보면 쉽게 이해할 수 있을것이다.

답은 뻔할것이다. 메모리 오류가 터지면서 Crash가 발생하게 될것이다.

이를 막기 위해, weak_ptr 에서 데이터에 접근하고 싶으면, weak_ptr에 포함된 Lock() 이란 함수를 이용해주면 된다.

해당 함수는 weak_ptr에서 값에 접근을 시도하겠다고 알리면서, shared_ptr을 하나 추가로 생성하는 (= 레퍼런스 카운트를 1 올리는) 연산을 수행한다.

__shared_ptr<_Tp, _Lp>
lock() const noexcept
{ return __shared_ptr<element_type, _Lp>(*this, std::nothrow); }

이렇게 되면, weak_ptr에 연결된 객체에 접근 가능한 임시 shared_ptr이 생성되며, 해당 shared_ptr을 통해 데이터를 사용할 수 있게 된다.

std::shared_ptr<Data> p2 = new Data();
std::weak_ptr<Data> p2 (p1)
    
p2.lock()->GetData();	//이렇게도 되고
std::shared_ptr<List> p3 = p2.lock();
p3->GetData();		//이렇게도 된다.

뭔가 사용법에 대한 설명은 쏙 빼놓고 설명하니까 반절정도 밖에 이해를 못한거 같은데,

사용법은... 사실 실제로 써보는게 더 빠르니까 그 방법을 택하는걸 추천 한다.

오늘 면접 진행하면서 C++ 및 컴퓨터 이론 기초에서 터지는 사고가 좀 발생했는데(...)

그중에 정렬문제가 있었다.

문제 자체는 퀵소트 관련 질문이었는데, 문득 "언리얼에서는 기본 정렬로직을 뭘 쓰더라?" 하고 찾아보니, C++ standard에 포함된 std::sort()를 사용한다고 되어있었다.

거기는 또 뭘 쓰냐 봤더니... 퀵 정렬이 아닌 "Intro Sort" 라는 개선형 퀵 정렬을 사용하고 있었다.

해당 자료는 온라인 코드 브라우저의 gcc 컴파일러 기준 C++ 11 로직을 참고하였습니다. : https://codebrowser.dev/gcc/include/c++/11/bits/stl_algo.h.htm

우선, std::sort를 검색하면 std::__sort 라는 inner func가 나온다.

  /**
   *  @brief Sort the elements of a sequence using a predicate for comparison.
   *  @ingroup sorting_algorithms
   *  @param  __first   An iterator.
   *  @param  __last    Another iterator.
   *  @param  __comp    A comparison functor.
   *  @return  Nothing.
   *
   *  Sorts the elements in the range @p [__first,__last) in ascending order,
   *  such that @p __comp(*(i+1),*i) is false for every iterator @e i in the
   *  range @p [__first,__last-1).
   *
   *  The relative ordering of equivalent elements is not preserved, use
   *  @p stable_sort() if this is needed.
  */
  template<typename _RandomAccessIterator, typename _Compare>
    _GLIBCXX20_CONSTEXPR
    inline void
    sort(_RandomAccessIterator __first, _RandomAccessIterator __last,
         _Compare __comp)
    {
      // concept requirements
      __glibcxx_function_requires(_Mutable_RandomAccessIteratorConcept<
            _RandomAccessIterator>)
      __glibcxx_function_requires(_BinaryPredicateConcept<_Compare,
            typename iterator_traits<_RandomAccessIterator>::value_type,
            typename iterator_traits<_RandomAccessIterator>::value_type>)
      __glibcxx_requires_valid_range(__first, __last);
      __glibcxx_requires_irreflexive_pred(__first, __last, __comp);
      std::__sort(__first, __last, __gnu_cxx::__ops::__iter_comp_iter(__comp));
    }


  // sort
  template<typename _RandomAccessIterator, typename _Compare>
    _GLIBCXX20_CONSTEXPR
    inline void
    __sort(_RandomAccessIterator __first, _RandomAccessIterator __last,
           _Compare __comp)
    {
      if (__first != __last)
        {
          std::__introsort_loop(__first, __last,
                                std::__lg(__last - __first) * 2,
                                __comp);
          std::__final_insertion_sort(__first, __last, __comp);
        }
    }

해당 함수에서는, 시작과 끝이 일치하지 않을때 introSort 재귀함수를 진행하고, 종료 시점에 삽입 정렬을 수행한다.

introsort_loop (Instro sort 재귀함수) 에서는, 미리 정해진 threadhold 상수값을 기준으로 정렬을 선택해서 사용한다.

  /// This is a helper function for the sort routine.
  template<typename _RandomAccessIterator, typename _Size, typename _Compare>
    _GLIBCXX20_CONSTEXPR
    void
    __introsort_loop(_RandomAccessIterator __first,
                     _RandomAccessIterator __last,
                     _Size __depth_limit, _Compare __comp)
    {
      while (__last - __first > int(_S_threshold))
        {
          if (__depth_limit == 0)
            {
              std::__partial_sort(__first, __last, __last, __comp);
              return;
            }
          --__depth_limit;
          _RandomAccessIterator __cut =
            std::__unguarded_partition_pivot(__first, __last, __comp);
          std::__introsort_loop(__cut, __last, __depth_limit, __comp);
          __last = __cut;
        }
    }

_S_threadhold 라는 상수가 문제의 상수인데, 파일을 조금 뒤져보니 "16" 이란 값으로 임의로 박혀있었다.

왜 하필 16인지에 대해서는.... 더 찾아봐야할거같긴 한데 일단은 16이라니까 16이라고 보자.

Introsort_loop 의 로직은,

1. 리스트의 길이가 16 초과 일때 로직을 수행하고

2. depth limit가 0이 아니라면 -> depth limit를 1 줄이고, 임의 pivot을 선택한 후 instroSort를 반복해서 선택한다.

3. 여기서, depth limit는 함수 시작 시 2⌈ log₂(length) ⌉ (log 연산값의 정수 올림) 의 값을 가지고 시작한다.(해당 연산을 N번 반복하므로 정렬의 평균 속도가 O(n log₂n) 이 나오는것..)

4. 연산을 반복하다, depth limit가 0이 되었고 (= 연산의 깊이가 2⌈ log₂(length) ⌉  돌파시), 길이가 16이상일 시 힙 정렬을 수행한다.

  //introsort 내부의 힙 정렬
  template<typename _RandomAccessIterator, typename _Compare>
    _GLIBCXX20_CONSTEXPR
    inline void
    __partial_sort(_RandomAccessIterator __first,
                   _RandomAccessIterator __middle,
                   _RandomAccessIterator __last,
                   _Compare __comp)
    {
      std::__heap_select(__first, __middle, __last, __comp);
      std::__sort_heap(__first, __middle, __comp);
    }

5. 최종적으로 모든 introsort 재귀함수가 끝나면, 남은 값에 대해 삽입 정렬을 수행한다.

단순히 std::sort 가 퀵 정렬인줄 알고 찾아봤는데, 알고보니 퀵 정렬을 개선한 무언가였다는거는 조금 의외였다...

참고로, 해당 정렬의 속도는 대체로   O(n log⁡ n) 가 나온다고 알려져 있다.

하긴 퀵보단 좋아야지

최근에 다들 이름만 들어도 알 회사에 면접을 볼 일이 있었다.

그 전, 입사 테스트로 단방향 링크드 리스트 뒤집기라는 과제를 받았었는데, 손으로 짜려다가 머리가 고장나버리는 바람에 제대로 완성을 못하고, 머릿속으로만 복기를 했었다가 면접때 해당 문제 다시풀기 라는 초유의 사태를 만나 그대로 면접에서 대형 사고를 치고 말았다..

물론 떨어졌고.

너무 아쉽긴 하지만 실수해서 망한건 이미 망한거고...

이왕 이렇게 된거, 복기도 좀 하고 다시는 같은 실수를 안하도록 코드 정리를 해서 올려보고자 한다.

우선, 단방향 리스트는 대충 다음과 같은 느낌으로 구현된다.

struct List
{
	List* next;
	int data;

	List(int newData)
	{
		data = newData;
		next = nullptr;
	}
};

그리고 이걸 뒤집으려면, 단순히 생각하면 전체를 순회하면서 한바퀴 돌면 그만.

그래서 처음 생각했던 (그리고 면접때까지 결국 제대로 못 구현했던) 방식은 다음과 같다.

우선, 링크드리스트가 "1,2,3,4,5"가 순서대로 있다는 가정하에 설명을 이어가도록 하겠다.

List* ReverseList(List* list)
{
	List* Result;
	List* InputList = list;

	//끝부분 인식
	while (true)
	{
		if (InputList->next->next == nullptr)
		{
			Result = InputList->next;
			InputList->next = nullptr;
			Result->next = InputList;

			break;
		}
		InputList = InputList->next;
	}

	//순서 뒤집기
	List* ResultNow = Result->next;
	InputList = list;
	while (InputList->next != nullptr)
	{
		
		while (true)
		{		
			std::cout << InputList->data << std::endl;
			if (InputList->next->next == nullptr)
			{
				ResultNow->next = InputList;
				InputList->next = nullptr;
				ResultNow = ResultNow->next;

				InputList = list;
				break;
			}
			InputList = InputList->next;
		}
	}
	return Result;
}

굉장히... 길다.

로직을 간단히 설명하면, 먼저 링크드 리스트의 맨 마지막인 5를 찾고,

그 다음부터는 "뒤가 존재하지 않는 노드" 를 뒤집을 리스트의 끝에 집어 넣는 방식이다.

즉,

처음 While문 종료시

원본 리스트 :  1->2->3->4->5

뒤집은 리스트 : 5->4

뒤집힐 리스트 : 1->2->3->4

해당 상태가 되는데,

두번째 While문에서부터는 본인 노드의 다음 다음 노드가 비어있을때 본인을 집어넣는 방식으로 이루어진다.

그래서, 위와같이 4가 마지막인것이 2개가 존재하는것이 의도적인 작업인데, 이를 면접때 제대로 대답을 하지 못한게 좀 치명적인 실수였다고 생각이 든다...

여튼, 두번째 While문에서는 My->Next->Next == nullptr 일때, My를 집어넣는식으로 이루어진다.

물론, 당연히 결과는 잘 나온다.

하지만, 시간 복잡도 상으로는 O(n+n²) 라는... 좀 느린 수준의 코드고, 좀 어거지로 짠 느낌이 없잖아 있다.

우선, while 순회를 1개 블럭으로 줄여보자.

별 거 없다, 두개 합치면 그만이다.

List* ReverseList(List* list)
{
	List* Result = nullptr;
	List* ResultNow = nullptr;
	List* InputList = list;


	//순서 뒤집기
	InputList = list;
	while (InputList->next != nullptr)
	{		
		while (true)
		{		
			//std::cout << InputList->data << std::endl;
			if (InputList->next->next == nullptr)
			{
				if (Result == nullptr)
				{
					Result = InputList->next;
					InputList->next = nullptr;
					Result->next = InputList;
					ResultNow = Result->next;
				}
				else
				{
					ResultNow->next = InputList;
					InputList->next = nullptr;
					ResultNow = ResultNow->next;

				}
				InputList = list;
				break;
			}
			InputList = InputList->next;
		}
	}
	return Result;
}

어차피 if의 조건은 List->next->next == nullptr 로 동일하기 때문에 두개의 While을 하나로 합칠 수 있다.

하지만 이래도 O(n²) 의 시간복잡도가 나온다.

더 줄여보자.

: 해당 로직은 다음 블로그를 참고하였습니다 : 

https://seongonion.tistory.com/78

해당 블로그의 내용을 요약하면...

이전 위치, 현재 위치, 다음 위치를 기억하고 뒤집어가면서 진행하기 정도로 요약가능하다.

다음 위치를 진행 시키면서, 현재 위치의 다음 방향을 이전 위치로 기록하면서 진행하면 OK.

List* ReverseList(List* list)
{
	List* Result = nullptr;
	//순서 뒤집기
	List* prev = nullptr;
	List* temp = list->next;
	List* now = list;

	while (now != nullptr)
	{
		now->next = prev;
		if (temp == nullptr)
		{
			Result = now;
			break;
		}
		prev = now;
		now = temp;
		temp = temp->next;		
	}
	return Result;
}

이번에도 잘 나온다.

코드도 훨씬 깔끔하고 간결해져서, 가독성 측면에선 이쪽이 훨씬 나아보임.

..이라는 복기를 좀만 일찍했으면 좋았을걸~ 싶은 생각이 든다.

만일 함수 안에서 무언가를 작성하는데 해당 문제를 발견했다면

함수 const가 아닌지 확인해볼것.

함수 뒤에 붙는 const는 "내부의 값이 변하지 않음"을 보장하는 한정자이므로, 내부에서 값을 변경시도하면 해당 오류가 발생한다.

찾아봤는데 없어서 적어둠..

#define _CRTDBG_MAP_ALLOC
#include <cstdlib>
#include <crtdbg.h>

그리고 메인 함수에 _CrtSetDbgFlag(_CRTDBG_ALLOC_MEM_DF | _CRTDBG_LEAK_CHECK_DF); 넣어줄것.

p.s : 특정 메모리 위치 찍어내기 : _CrtSetBreakAlloc(번호) 

뭔가 했더니 C++/CX 문법이라고 한다...

https://docs.microsoft.com/ko-kr/cpp/cppcx/visual-c-language-reference-c-cx?view=msvc-160 

이해를 똑바로 한게 맞다면... 저 Hat은...

포인터의 레퍼런스 카운터와 연관되어있는 (카운터를 올리거나 내리는) 기호인듯... 합니다.

https://devblogs.microsoft.com/cppblog/ccx-part-2-of-n-types-that-wear-hats/

작업중, 파일을 불러올때 마지막 줄이 계속 오염이 일어나서 프로그램이 깨지는 현상을 목격함.

뭔가 했더니 값 읽어오는 >>포인터<< 변수가 데이터 로드 블럭 나가면서 데이터를 오염시켜서 생긴 문제였음.

코드 블럭 나가자마자 nullptr 찍어주는거로 해결.

원인 찾는건 조금 걸렸지만 아무튼 간단하게 해결

공부를 하다보니 하도 헷깔려서 정리 할 겸 작성함.

(물론 다른 언어들에게도 존재하지만) C 계열 언어에는 const라는 키워드가 존재한다.

간단히, '상수화 키워드' 로 알려져 있는 이 키워드는, 말 그대로 해당 키워드가 붙는 모든것을 상수화 (고정값 화) 시켜버린다.

여기서 알아두어야 할 것이, 모든 것이라는 점인데, 단순히 변수는 물론이고, 함수 삽입값(파라미터), 함수 리턴값, 심지어는 클래스/객체에도 사용이 가능하다.

근데 이게 어디 붙여도 다 상수화.... 되는건 맞는거 같은데, 좀 헷깔리는 감이 없잖아 있어서 정리를 좀 해보고자 한다.

일단 알아두어야 할 점은, const 키워드는 const 키워드 바로 다음에 오는것을 상수화 시킨다.

1. 변수의 상수화

const int A = 10;

int 형의 A 라는 이름을 가진 변수에 10을 넣고, 이를 상수화 시켜 사용하겠다는 의미이다.

이렇게 사용 시, A는 10이라는 값으로 고정되어 버리고, 어떤 방식으로든 수정이 불가능해진다. (상수 값이 되었으니..)

근데 이런 경우에, 만일 같은 이름 같은 타입의 변수를 다시 상수가 아닌 변수로 쓰고 싶다고 하면...

그냥 새로 선언해주면 끝이다.

+ 특이 케이스 :

만일 const 멤버 상수에 레퍼런스를 붙인다고 하면, 레퍼런스 변수 또한 const로 선언해주어야 한다.

이유는 레퍼런스 접근을 통한 데이터 수정 방지.

애초에 굳이 const 선언해둔걸 억지로 애써서 수정할 필요가...?

2. 함수의 상수화 A

const int foo ();

함수의 리턴 타입에 상수 키워드가 붙는 경우이다.

이 경우는 사실 하나하나 따져보면 이해하기 쉬운게, "리턴 타입" 에 "상수 키워드", 즉 "리턴 값이 상수화" 된다는 의미와 동일하다.

즉, 함수가 실행되고 나온 결과값이 상수값이 되어 수정이 불가능한 값으로 얻어진다는 의미다.

어디다 써멱냐 싶지만, 생각보다 자주 보인다. 특히 문자열쪽이라던가.

그럼 대입은 어떻게 하느냐?

그냥 쓰면 된다.

단지 가지고 있는 값이 현재 상수화 되어 보호되어 있다는것이지, 값을 누군가 대입받은 이후에는 그걸 어떻게 쓰던지 까지는 통제하지 않는다.

그냥 리턴값이 상수라는것만 기억하면 딱히 겁 먹을 필요 없음.

3. 함수의 상수화 B ; Const 멤버 함수

int foo() const;

이 케이스는 좀 특이 케이스인데, 함수 정의부가 상수화되어버린다.

무슨 얘기나면, 함수 내부에서는 값 변경이 불가능해진다 라는 의미이다.

더 정확히는, 함수 내부에서는 '지역변수를 제외한 모든 값에 대해 상수성을 보장한다' 라는 의미에 더 가까운데, 예를들어 함수 내에 값을 임시로 저장하기 위해 사용하는 temp 변수 등과 같은 케이스를 제외한 모든 경우에, 외부에서 진입된 값을 변할 수 없다는 의미이다.

이런 형태를 쓰는 케이스는 다양한 경우가 있는데, 가장 주의해야하는 케이스가 바로 포인터/레퍼런스 타입을 인자로 받는 경우이다. 

값을 복사하지 않고 원본을 사용하기 위해 가져 왔는데, 이를 시스템상에서 보장을 하기 위해 내부를 상수화 시켜버리는 것이다.

정리하면

1) Const 멤버 함수를 호출할 경우 멤버들의 값 변경을 허용하지 않음.

2) 하지만, Const 멤버 함수의 지역 변수는 값 변경이 가능함.

3) Const 멤버 함수를 일반 멤버 함수에서 호출하는것은 문제가 없으나 역은 불가능함. (상수성 파괴 위험)

* 여기서 3번은 테스트가 좀 필요해 보인다. 실제로 저런 케이스를 접해본적이 없고 테스트를 어떻게 해봐야할지 감이 잘 안잡히기도 하고...

4. 객체의 상수화

여러가지 케이스가 있는데 여기선 1번과 유사한 경우로 설명한다.

리턴값이 객체거나, 혹은 객체를 멤버로 가지는 클래스 / 자료구조에 대한 경우, 혹은 객체를 보호하고 싶은 경우에 객체 앞에 const를 붙여서 값을 리턴시킨다.

당연하겠지만 값을 사용하는것엔 문제가 없으나... 값 자체를 수정하려는 경우 (ex : 리턴 된 값이 객체인 경우)에는 수정이 불가능함에 유의.

위의 경우는 실제로 겪은 케이스인데, map / set 등과 같이 자동 정렬이 되는 자료구조 등을 사용할 경우, 구조상으로 정렬 상태를 외부에서 깨트리지 않게 하기 위해 내부 자료를 const 형으로 리턴해서 돌려준다.

즉, 리턴된 객체 전체가 const로 이루어져서 레퍼런스 접근임에도 불구하고 데이터 읽기만 가능하고 쓰기/수정이 전혀 불가능해지는 문제 아닌 문제가 발생한다.

5. const_cast

왠만하면 쓰지말자

객체/상수화 변수의 상수성을 깨트리는 역할을 한다.

4번의 경우와 유사하게, 내부 규칙을 깨트리진 않으나 값을 수정하려고 할때 const로 리턴받아질때 (문자열을 받는다거나 등) 상수성을 깨트리고 값을 사용하게 해주는 C++ 캐스트인데...

굳이 상수화 시킨 이유를 생각해보며 왠만하면 피해보도록 하자.