C++

C++(C plus plus)

C++(C plus plus)

C++(C plus plus)은 1983년 덴마크 출신의 비야네 스트롭스트룹(Bjarne Stroustrup)이 미국 AT&T의 벨 연구소 시절에 기존의 C 언어의 기능을 확장하여 개발한 프로그래밍 언어이다. 객체 지향 프로그래밍(OOP) 개념을 도입했다. 씨 플러스 플러스 또는 간략히 씨뿔뿔이라고 읽는다.

개요

C++은 기존의 C 언어에서 여러 가지의 기능을 추가하여 만든 프로그래밍 언어이다. C++은 C 언어에서 직접 파생된 "C with classes"라는 이름의 언어로 시작되었다가 1983년에 지금의 이름으로 탄생한 프로그래밍 언어이다. C++은 C 언어에서 '절차 지향적 언어'의 특징을 가져왔을 뿐 아니라, 클래스를 사용하는 '객체 지향적 언어'인 동시에 템플릿으로 대변되는 일반화 프로그래밍 방식의 언어이기도 하다.

역사

C언어가 개발된 벨 연구소의 비야네 스트롭스트룹(Bjarne Stroustrup)에 의해 개발되었다. 1979년 비야네 스트롭스트룹은 객체지향적 언어인 Simula의 개념을 C언어에 추가하여 "C with Classes"라는 이름으로 새로운 언어를 발표한다. 이후 증가 연산자의 도입으로 C언어의 확장판이라는 의미를 담아 C++이라는 이름으로 1984년 개정한다.

배경

1970년 개발된 C언어와 파스칼 등은 모두 1980년대에 이르러서는 절차 지향적이고 구조적 프로그래밍 언어로써 여러 방면에서 사용된다. 이러는 와중에도 새로운 프로그래밍 방식인 객체 지향 프로그래밍(OPP)의 개념이 스몰토크(smalltalk)나 에이다(Ada)등의 언어를 통해 대중에게 알려지게 된다. 이때 벨 연구소의 비야네 스트롭스트룹은 프로그래머들이 더욱 쉽고 즐겁게 유용한 프로그램을 만들 수 있는 프로그래밍 언어를 만들고자 했다. 그래서 기존의 C언어에 객체 지향 프로그래밍의 클래스 기념만을 추가하여 만든 언어가 바로 초기의 C++이다.

특징

1. 절차 지향적이며 구조적 프로그래밍 언어이다.
2. 객체 지향 프로그래밍 언어이다.
3. 일반화 프로그래밍 언어이다.

이처럼 C++은 세 가지 프로그래밍 방식을 모두 지원하는 언어이며, 따라서 다양한 방식으로 프로그램을 작성할 수 있다. 또힌, 다양한 시스템에서의 프로그래밍을 지원하는 유용하고도 강력한 클래스 라이브러리들이 많이 제공된다. 하지만 C++은 언어로서 다양한 방식을 지원하며 강력하게 거듭났지만, 프로그래머의 측면에서 보면 이러한 다양한 기능 모두를 배워야 하는 부담으로 작용하기도 한다.

표준

C++에 대한 표준은 ANSI(American Natinal Standards Institute)와 ISO(International Organization for Standardization)가 표준화 작업을 진행한다. 1998년에 첫 C++ 국제 표준인 ISO/IEC 14882:1998이 제정되며, 이 표준을 C++98이라고 부르게 된다. 이후 C++98에서 단순한 기술적 개정만을 진행한 ISO/IEC 14882:2003(C++03)이 2003년에 공개된다. 2011년에는 많은 언어적 특성이 추가된 ISO/IEC 14882:2011이 발표되며, 이 표준을 C++11이라 부르게 된다. 이후 C++11의 사소한 버그 수정 및 약간의 기술적 개선을 진행한 ISO/IEC 14882:2014(C++14)가 2014년에 공개된다. 현재에는 2020년 제정을 목표로 하는 C++20은 C++11에 이은 주요 버전이다.

C와의 차이점

C++의 개발이 C언어를 기반으로 이루어졌기 때문에 대부분의 C 프로그램은 C++ 컴파일러에서도 문제없이 컴파일된다. 초기 C++ 컴파일러는 일단 C++ 코드를 C로 변환하고 그걸 C로 컴파일하는 방식을 사용했을 정도였다. 하지만 OOP나 일반화 프로그래밍이란 것은 단순한 문법이 아니라 코딩의 패러다임을 말한다. 그래서 C++ 방식으로 코딩하려면 해당 코드에서 C++에 새로 도입된 것을 추가하는 것이 아니라 설계부터 시작해 완전히 새로 해야 하는 경우가 많으므로, 초임자 입장에서는 서로 다른 별개의 언어로 보고 접근하는 것이 안전하다. 그래서 C로 프로그래밍에 발을 들여 놓은 후 C++이나 Java로 업그레이드 테크를 하는 학생들에게 C++ 언어의 프로그래밍을 요구한다면, C에서는 구조체라는 개념이 있더라도 C++의 입출력 객체를 이용하는 정도를 넘지 못하고 절차적 프로그래밍을 그대로 따라가는 C 스타일의 프로그램이 나오기 일쑤다. 그 이유는 C++의 객체지향이 다른 객체 지향적 언어에 비해 이해하기 만만한 개념이 아닌 데다가 C++의 객체 지향은 C를 유지하면서도 수정된 부분에 신경을 써야한다. 다른 객체 지향 언어보다 더 많은 공부가 필요하다. 사실 C++의 객체 지향이 다른 언어와 비교하였을 때 개념적인 면에서는 많은 차이가 있는 것은 아니나, 실제 다른 언어에서는 무조건 NEW를 통해 힙에 생성해야 하는 객체를 스택에서도 생성하고, 함수 인자 전달 시 여러 규칙이 많아 복잡해 보인다. 큰 맥락을 이해하면 직관적으로 이해되는 부분이지만, 그렇게 되기까진 오랜 시간이 걸린다.

성능

C는 유닉스라는 OS만들기 위해 어셈블리 대체용으로 만들어진 언어라, 머신 컨트롤의 저수준 작업이 주된 임무 중 하나였다. 그리고 C++은 그 이름에서 알 수 있듯 사실상 C언어를 대체하기 위한 언어였기 때문에 C가 제공하던 머신 컨트롤의 저수준 작업들을 그대로 지원한다. 거기다 그 위에 여러 가지 추상적인 고수준 기능들을 집어넣어 추상적인 시스템 위에서만 노는 게 아니라, 저수준의 기계 제어까지 가능한 추상화라는 요상한 철학을 지지한다. 그래서, 자바 같은 언어들이 OPP 를 구현하면서 동적 바이딩(기상 함수)을 디폴트로 쓰고 쓰레기 수집을 지원할 때 C++은 정적 바인딩을 디폴트로 하고 수동 메모리 관리를 유지한 것이다 일반적으로 추상화 수준이 높은 언어일수록 프로그래머 머리로 해야할 구체적인 것들을 컴퓨터가 대신 해주며, 이것이 항상 최적화된 방식은 아니기 때문에 프로그램의 실행 속도가 상대적으로 느리기 마련이지만, C++ 프로그램은 위와 같은 이유로 성능 하락이 없다.

장단점

장점

• 간결성 : 예약어가 적고 제공하는 연산자가 다양하기 때문에 짧은 명령으로 많은 작업을 할 수 있다.
• 효율성 : C++ 언어가 기능상 C 언어보다 우위에 있지만, C 언어보다 복잡하고 생성된 프로그램 자체가 크고 느린 탓에 소규모 프로젝트나 성능이 중요시되는 분야에는 적합하지 않다.
• 이식성 : 대부분의 플랫폼에서 C++ 언어를 사용할 수 있으므로 재컴파일만 하면, 다른 운영체제에서 사용이 가능하다.
• 범용성 : 응용프로그램을 개발할 수 있는 모든 분야에서 활용할 수 있다.

단점

기능이 다양하고, 성능이 모든 프로그래밍 언어 중 손에 꼽힐 정도로 뛰어나고 좋지만 그만큼 양이 방대하고 배우기 어렵다. 또한 C++11이 발표된 2011년을 기점으로 매 3년마다 개정된 표준을 발표하는 것이 관례화 되면서, 기능과 성능은 더 늘어나고 개선되었지만 그만큼 배워야 할 양은 더욱 늘어나게 되었다. JAVA나 C언어에 비해 C++은 변화에 폭이 제법 큰 편이기 때문이다.

종류

• 클래식 C++
• C wtih classes (1979)
• C++ (1983) : 가상 함수, 연산자 오버로딩, 참조, const, new/delete 연산자 등 새로운 기능 추가
• C++ 2.0 (1989) : 다중 상속, 추상 클래스, static 멤버 함수, const 멤버 함수 등 새로운 기능 추가, 이후 C++가 안정적으로 정착하고 수요가 증폭
• C++98 (1998) : 최종 승인된 C++의 첫 공식 표준안
• C++03 (2003) : 표준화 문서 교정
• 모던 C++ : 각종 주요 컴파일러들과 모던 C++의 호환
• C++TR1 (2007) : 표준 라이브러리 확장을 골자로 하는 C++ 테크니컬 리포트의 초안 제정
• C++11 (2011)
• C++14 (2014) : 추가된 요소를 다듬고 확장하는데 치중한 마이너 표준안
• C++17 (2017) : 파일 시스템, 알고리즘 병렬 처리 등 새로운 기능 추가

활용

비트코인(bitcoin)

비트코인

2009년 사토시 나카모토(Satoshi Nakamoto)라는 가명을 사용하는 프로그래머는 C++ 프로그래밍 언어를 사용하여, 블록체인 기반의 암호화폐인 비트코인을 개발했다. 그는 2009년 1월 10일 C++ 언어로 작성한 비트코인 소스 코드를 공개했다. 비트코인 소스 코드는 이메일로 무료 오픈소스 방식으로 배포되었다.

1. 비트코인 압축 파일("bitcoin-0.1.0.rar")을 개인 PC에 다운로드한다.
2. 압축 파일을 풀면, 윈도우 운영체제에서 작동하는 "BITCOIN.EXE" 파일이 나온다.
3. 위 파일을 실행하면, 자동으로 다른 노드에 연결된다.

참고자료

• 〈C++〉, 《나무위키》
• TCP SCHOOL 공식 홈페이지 - http://tcpschool.com/cpp/intro
• 비야네 스트롭스트룹, 〈C++11〉, 《Bjarne Stroustrup's homepage》, 2014-04-05

같이 보기

• C
• C#
• CSS
• 비주얼 C++
• 프로그래밍 언어

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