[Effective C++ 정리 #12] 복사 생성자와 복사 대입 연산자 직접 작성 시 유의할 점

이 글은 『Effective C++』를 읽고 개인적으로 공부한 내용을 정리한 기록입니다.

저는 컴퓨터공학을 전공하지 않았으며, 프로그래밍을 공부하는 과정에서의 이해와 생각을 정리하기 위해 글을 작성하고 있습니다.

따라서 내용 중 일부에 오류나 부정확한 설명이 있을 수 있으며, 피드백은 언제든지 환영합니다. 확인 후 수정하도록 하겠습니다.

전문적인 해설이 아닌 개인적 시선에서의 정리임을 참고하고 읽어주시면 감사하겠습니다.

[Effective C++ 정리 #12] 복사 생성자와 복사 대입 연산자는 객체의 모든 부분을 복사해야 한다

객체를 복사할 때 우리는 쉽게 "이 멤버만 복사하면 되겠지"라고 생각하기 쉽습니다. 그러나 잘못 구현된 복사 생성자나 대입 연산자는 부분 복사(partial copy)로 이어지고, 그 결과 프로그램이 의도하지 않은 잘못된 상태에 빠질 수 있습니다.

 

이번 item 12에서는 복사 생성자와 복사 대입 연산자를 작성할 때 반드시 지켜야 할 "객체의 모든 부분을 복사하라"는 핵심 원칙을 자세히 살펴봅니다.

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컴파일러가 생성하는 복사 함수는 모든 것을 복사

C++에서 복사 생성자(copy constructor)와 복사 대입 연산자(copy assignment operator)는 객체를 복사할 때 호출됩니다.

명시적으로 작성하지 않으면 컴파일러가 자동으로 생성해 주는데, 이 자동 생성된 복사 함수들은 **객체의 모든 데이터 멤버와 기반 클래스 부분까지 빠짐없이 복사**합니다.

예를 들어 다음처럼 작성했다면:

class Customer {
public:
    ...
private:
    std::string name;
};

 

컴파일러가 만들어주는 복사 생성자와 복사 대입 연산자는 name 멤버를 제대로 복사해줍니다.

문제는 **우리가 복사 함수를 직접 작성하기 시작할 때부터** 시작됩니다.

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복사 함수를 직접 작성 시 

아래처럼 로그를 남기기 위해 복사 생성자와 대입 연산자를 직접 작성했다고 가정해 봅시다.

void logCall(const std::string& funcName);

class Customer {
public:
    Customer(const Customer& rhs);
    Customer& operator=(const Customer& rhs);
private:
    std::string name;
};

// 복사 생성자
Customer::Customer(const Customer& rhs)
: name(rhs.name)
{
    logCall("Customer copy constructor");
}

// 복사 대입 연산자
Customer& Customer::operator=(const Customer& rhs)
{
    logCall("Customer copy assignment operator");
    name = rhs.name;
    return *this;
}

 

현재까지는 문제가 없습니다. name이라는 유일한 데이터 멤버를 잘 복사하고 있습니다.

하지만 나중에 다음처럼 새로운 멤버가 추가되면 문제가 발생합니다.

class Date { ... };

class Customer {
public:
    Customer(const Customer& rhs);
    Customer& operator=(const Customer& rhs);
private:
    std::string name;
    Date lastTransaction;
};

 

이제 lastTransaction 멤버가 추가되었지만, 기존의 복사 생성자와 대입 연산자는 여전히 name만 복사합니다. 결국 **부분 복사만 이루어지고 있으며, 이로 인해 객체의 일관성이 깨집니다**.

 

문제는 이 상태에서도 컴파일러가 아무 경고도 주지 않는다는 것입니다. 복사 함수를 직접 작성했기 때문에, 이제 **복사의 책임은 전적으로 프로그래머에게 넘어온** 것이죠.

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상속에서 발생하는 부분 복사 문제

상속 관계가 있다면 상황은 더욱 복잡해집니다.

다음은 Customer를 상속한 PriorityCustomer 클래스입니다:

class PriorityCustomer : public Customer {
public:
    PriorityCustomer(const PriorityCustomer& rhs);
    PriorityCustomer& operator=(const PriorityCustomer& rhs);
private:
    int priority;
};

// 복사 생성자
PriorityCustomer::PriorityCustomer(const PriorityCustomer& rhs)
: priority(rhs.priority)
{
    logCall("PriorityCustomer copy constructor");
}

// 복사 대입 연산자
PriorityCustomer& PriorityCustomer::operator=(const PriorityCustomer& rhs)
{
    logCall("PriorityCustomer copy assignment operator");
    priority = rhs.priority;
    return *this;
}

 

표면적으로는 priority만 잘 복사하면 충분해 보이지만, 사실 상속받은 Customer의 데이터(name, lastTransaction)는 전혀 복사되지 않고 있습니다.

이런 상황이 발생하는 이유는 다음과 같습니다:

• 복사 생성자에서 기반 클래스의 복사 생성자를 호출하지 않으면, 기반 클래스는 default constructor로 초기화됨.
• 복사 대입 연산자에서 기반 클래스의 대입 연산자를 호출하지 않으면, 기반 클래스 멤버는 변하지 않음.

결국 복사된 PriorityCustomer 객체는 priority만 복사되었을 뿐, 상속된 Customer 부분은 초기화되지 않거나 이전 상태가 남아 있습니다.

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상속된 클래스의 복사 함수는 반드시 기반 클래스 복사 함수를 호출해야 함

정상적으로 작성하려면 다음과 같이 해야 합니다:

PriorityCustomer::PriorityCustomer(const PriorityCustomer& rhs)
: Customer(rhs),  // 기반 클래스 복사 생성자 호출
  priority(rhs.priority)
{
    logCall("PriorityCustomer copy constructor");
}

PriorityCustomer& PriorityCustomer::operator=(const PriorityCustomer& rhs)
{
    logCall("PriorityCustomer copy assignment operator");
    Customer::operator=(rhs); // 기반 클래스 대입 연산자 호출
    priority = rhs.priority;
    return *this;
}

 

이렇게 해야 **객체의 모든 부분이 올바르게 복사**됩니다.

기반 클래스의 데이터 멤버는 보통 private이므로 직접 접근할 수 없고, 반드시 기반 클래스의 복사 함수를 호출해야 합니다.

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복사 생성자와 대입 연산자의 코드 중복을 줄이고 싶을 때

복사 생성자와 복사 대입 연산자는 거의 비슷한 일을 합니다. 이걸 보고 둘 중 하나가 다른 하나를 호출하도록 구현하는 경우가 종종 시도됩니다.

하지만 이것은 절대 해서는 안 되는 설계입니다.

• 복사 생성자가 복사 대입 연산자를 호출 → 생성도 되기 전인데 대입을 하려는 모순
• 복사 대입 연산자가 복사 생성자를 호출 → 이미 생성된 객체인데 새로 생성하려는 모순

이런 시도는 객체 생명주기를 혼란스럽게 만들고, 경우에 따라 심각한 버그를 초래합니다.

대신 공통 코드를 별도의 private 멤버 함수로 분리하는 것이 좋은 방법입니다.

class Customer {
public:
    Customer(const Customer& rhs) { init(rhs); }
    Customer& operator=(const Customer& rhs) {
        if (this != &rhs) init(rhs);
        return *this;
    }

private:
    void init(const Customer& rhs) {
        name = rhs.name;
        lastTransaction = rhs.lastTransaction;
    }

    std::string name;
    Date lastTransaction;
};

 

이렇게 하면 중복은 제거되면서도, 복사 생성자와 대입 연산자의 **객체 생명주기 차이점**은 유지됩니다.

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핵심 요약

• 복사 생성자와 복사 대입 연산자는 객체의 모든 부분을 복사해야 한다.
• 복사 생성자와 대입 연산자가 서로 호출하도록 설계하지 마라.
• 공통 코드는 별도의 private 함수로 추출하여 중복을 제거하라.

감사합니다.