13강. 값·참조·포인터로 전달하기: 성능과 소유권을 함께 판단하기

?이번 강의에서 해결할 문제

“복사를 피하려면 전부 참조” 같은 규칙은 작은 정수까지 간접 접근하게 만들고, 임시 객체를 장기 보관하는 댕글링을 숨깁니다. 함수 인자는 성능만이 아니라 수정 여부, null 가능성, 보관 기간과 소유권 이전을 표현해야 합니다.

✓학습 목표

✓이 강의를 마치면

• 값·const 참조·수정 참조·포인터·소유 포인터의 선택 기준을 적용합니다.
• 함수가 인자를 저장하는지 호출 중에만 사용하는지 구분합니다.
• 복사 비용은 측정하되 API 의미를 우선합니다.

◇먼저 알아야 할 핵심 개념

작고 복사 가능한 값은 값 전달이 기본입니다. 큰 필수 읽기 입력은 const T&, 필수 수정은 T&, 선택적 비소유 대상은 T*를 고려합니다. 함수가 값을 보관해야 한다면 값으로 받아 멤버로 이동하는 방식이 lvalue와 rvalue 호출을 함께 처리하기 쉽습니다. 단일 소유권 이전은 unique_ptr<T> 값으로 드러냅니다.

§왜 이 문제가 위험한가

임시 객체를 const 참조 멤버로 저장하거나 호출자 지역 객체의 포인터를 비동기 작업에 넘기면 호출 종료 뒤 댕글링이 됩니다. 반대로 모든 문자열을 값으로 여러 계층에 전달하면 불필요한 복사가 생길 수 있습니다. 저장 여부가 전달 방식의 핵심 분기입니다.

§가장 작은 예제로 시작하기

task_api.cpp

#include <iostream>
#include <memory>
#include <string>
#include <utility>
#include <vector>

struct Task { std::string name; int priority{}; };

void printTask(const Task& task) {
    std::cout << task.name << ':' << task.priority << '\n';
}

void raisePriority(Task& task, int amount) {
    task.priority += amount;
}

class TaskService {
public:
    void add(Task task) { tasks_.push_back(std::move(task)); }
private:
    std::vector<Task> tasks_;
};

int main() {
    Task task{"build", 2};
    printTask(task);
    raisePriority(task, 1);
    TaskService service;
    service.add(task);                 // 복사 후 내부 이동
    service.add(Task{"test", 1});     // 임시값을 내부로 이동
}

§코드 한 줄씩 이해하기

1. printTask는 호출 중 읽기만 하므로 const Task&가 맞습니다.
2. raisePriority는 원본 수정이 필수라 Task&를 받습니다.
3. 작은 int는 값 전달이 단순합니다.
4. TaskService::add는 작업을 보관하므로 값으로 받아 내부 컨테이너로 이동합니다.
5. lvalue 호출은 한 번 복사되고 임시값 호출은 이동 경로를 활용할 수 있습니다.

§실행 결과와 메모리·동작 흐름

출력은 build:2이고 이후 원본 우선순위는 3이 됩니다. service.add(task)는 원본을 유지하면서 서비스에 독립 값을 저장합니다. 두 번째 호출의 임시 작업은 호출 뒤 사라지지만 서비스에는 이동된 값이 남습니다.

✎단계별 실습

✎직접 실습

실습 목표

함수의 사용 시간과 보관 여부를 기준으로 전달 방식을 선택합니다.

시작 전 상태와 실행 방법

위 코드를 빌드하고 각 함수가 인자를 저장하는지 표에 표시합니다.

1단계: 최소 코드 작성

읽기와 수정 함수를 구현해 호출 전후 우선순위를 확인합니다.

2단계: 값 또는 조건을 바꿔 결과 비교

add(task)와 add(Task{"test", 1})를 호출하고 복사·이동 로그 타입으로 경로를 관찰합니다.

3단계: 작은 기능 확장

const Task* findOptional(...)처럼 결과가 없을 수 있는 비소유 조회를 추가하고 저장하지 않는다는 주석을 계약으로 남깁니다.

4단계: 스스로 해결하기

파일 로거 소유권을 서비스에 넘기는 생성자 인자를 unique_ptr<FileLogger> 값으로 설계하고 호출부에서 이동이 보이게 합니다.

막혔을 때

• 참조를 멤버로 저장하려 한다면 호출자보다 오래 살 가능성을 먼저 확인합니다.
• 복사 횟수는 추측하지 말고 로그 또는 프로파일러로 관찰합니다.
• 작은 타입까지 const 참조로 바꿔 얻는 이득을 단정하지 않습니다.

!흔한 실수와 해결 방법

!자주 하는 실수

• 성능 때문에 모든 입력을 const 참조: 작은 값과 임시 보관 계약을 복잡하게 만듭니다.
• 호출 중 포인터를 멤버에 저장: 대상이 먼저 파괴될 수 있습니다.
• T&&를 일반 빠른 인자로 사용: 템플릿 전달 참조와 소유 의미를 이해한 경우에만 사용합니다.

§언제 사용하고 언제 피할까

호출 중 읽기·수정만 하면 참조, 선택성이 있으면 포인터, 보관하면 값 또는 소유 포인터를 사용합니다. 구체 성능 차이가 중요한 경계는 벤치마크하되 수명 계약을 희생하지 않습니다.

§게임 개발 연결

프레임 안에서만 쓰는 입력과 다음 프레임까지 보관하는 작업 데이터는 전달 계약이 다릅니다. 비동기 경계에서는 특히 값이나 명시적 소유권을 우선합니다.

?이해 점검 질문 3개

1. 함수를 값으로 받아 멤버로 이동하는 방식이 lvalue와 rvalue 호출을 어떻게 처리하나요?
2. 호출 중에만 사용하는 포인터를 멤버로 저장하면 어떤 수명 문제가 생기나요?
3. 작은 정수를 const 참조보다 값으로 받는 편이 단순한 이유는 무엇인가요?

■핵심 요약

■핵심 요약

전달 방식은 사용 기간, 수정, 선택성, 소유권 이전과 비용의 결과입니다. 저장 여부를 먼저 묻고 성능은 실제 측정으로 확인합니다.

§다음 강의 연결

14강. vector에서 값 컨테이너의 연속 저장과 재할당이 관찰자 수명에 미치는 영향을 다룹니다.