개요
C++에서 메모리 관리는 개발자의 중요한 책임 중 하나입니다. 특히 동적 메모리 할당과 해제를 위해 사용되는 new와 delete 연산자는 올바르게 사용하지 않으면 메모리 누수나 미정의 동작과 같은 심각한 문제를 일으킬 수 있습니다. 이번 글에서는 Effective C++의 16번째 항목을 다루며, new와 delete 연산자를 사용할 때 그 형태를 반드시 맞춰야 하는 이유와 방법에 대해 알아보겠습니다.
본문
new와 delete의 내부 동작
C++에서 new 연산자를 사용하여 객체를 동적으로 할당할 때, 내부적으로 두 가지 주요 동작이 일어납니다:
1.
메모리 할당 (operator new 함수 호출)
2.
객체의 생성자 호출
마찬가지로, delete 연산자를 사용할 때도 두 가지 주요 동작이 발생합니다:
1.
객체의 소멸자 호출
2.
메모리 해제 (operator delete 함수 호출)
단일 객체와 배열의 new/delete 사용
단일 객체와 배열을 위한 new와 delete의 사용법은 다음과 같이 구분됩니다:
// 단일 객체
std::string* pStr = new std::string("Hello");
delete pStr; // 올바른 사용
// 객체 배열
int* pArray = new int[10];
delete[] pArray; // 올바른 사용
C++
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여기서 주목해야 할 점은 배열을 삭제할 때 delete[]를 사용한다는 것입니다. 이는 컴파일러에게 배열의 각 요소에 대해 소멸자를 호출하도록 지시하는 역할을 합니다.
잘못된 사용의 결과
new와 delete의 형태를 맞추지 않으면 다음과 같은 문제가 발생할 수 있습니다:
std::string* pStr = new std::string[10];
delete pStr; // 잘못된 사용: 메모리 누수 발생
C++
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이 경우, 첫 번째 string 객체의 소멸자만 호출되고 나머지 9개 객체의 소멸자는 호출되지 않아 메모리 누수가 발생합니다.
int* pInt = new int;
delete[] pInt; // 잘못된 사용: 미정의 동작
C++
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반대로 이 경우에는 단일 객체에 대해 배열 삭제를 시도하여 미정의 동작이 발생할 수 있습니다.
클래스와 포인터 멤버
클래스에서 포인터 멤버를 사용할 때도 이 규칙을 주의 깊게 따라야 합니다:
class PointerManager {
private:
int* data;
public:
PointerManager(size_t n) : data(new int[n]) {} // 배열 할당
~PointerManager() { delete[] data; } // 배열 해제
};
C++
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여러 생성자가 있는 경우, 모든 생성자에서 일관된 형태의 new를 사용해야 하며, 소멸자에서는 이에 맞는 형태의 delete를 사용해야 합니다.
typedef와 관련된 주의사항
typedef를 사용할 때도 주의가 필요합니다:
typedef std::string AddressLines[4];
std::string* pal = new AddressLines; // 실제로는 new std::string[4]와 같음
delete[] pal; // 반드시 delete[]를 사용해야 함
C++
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이런 경우, typedef의 정의를 보고 올바른 delete 형태를 사용해야 합니다.
STL 컨테이너: 안전한 대안
동적 배열이 필요한 경우, std::vector나 std::array와 같은 STL 컨테이너를 사용하는 것이 더 안전하고 편리할 수 있습니다:
std::vector<int> vec(10); // 10개의 int를 담는 vector
// 사용 후 자동으로 메모리 해제
C++
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이렇게 하면 명시적인 메모리 해제 없이도 안전하게 동적 배열을 사용할 수 있습니다.
개인적 견해
C++을 학습하는 주니어 개발자로서, new와 delete의 올바른 사용은 메모리 관리의 기초이자 버그 없는 코드를 작성하기 위한 핵심이라고 생각합니다. 특히 게임 개발과 같이 성능이 중요한 분야에서는 이러한 세부사항에 대한 이해가 더욱 중요해질 것 같습니다.
실제 프로젝트에서는 가능한 한 std::vector나 std::unique_ptr과 같은 안전한 대안을 사용하는 것이 좋겠지만, 때로는 직접적인 메모리 관리가 필요한 상황이 있을 수 있습니다. 이런 경우 이 원칙을 확실히 이해하고 적용하는 것이 중요할 것 같습니다.
결론
new와 delete의 형태를 맞추는 것은 C++ 프로그래밍에서 매우 중요한 원칙입니다. 이를 지키지 않으면 메모리 누수나 미정의 동작과 같은 심각한 문제가 발생할 수 있습니다. 가능한 한 STL 컨테이너나 스마트 포인터를 사용하여 이런 위험을 줄이는 것이 좋지만, 직접적인 메모리 관리가 필요한 상황에서는 이 원칙을 반드시 준수해야 합니다. 이는 안정적이고 효율적인 C++ 프로그램을 작성하는 데 있어 핵심적인 요소입니다.
