4. C++ 소스 파일 구조(cpp, h)

1. 개요

1.1 문서 개요

이 문서는 C++에서 사용되는 소스 파일 구조, 특히 .cpp와 .h 파일의 역할과 분리 설계 방식에 대해 설명합니다. 객체 지향적이고 모듈화된 C++ 개발을 위해 소스와 선언을 명확히 구분하는 파일 구조는 코드 유지보수와 확장성 확보에 있어 중요한 역할을 수행합니다. 본 문서는 .cpp와 .h 파일이 갖는 구조적 의미와 구성 원칙을 중심으로 기술합니다.

2. 내용

2.1 헤더 파일(`.h`)의 역할과 구조

2.1.1 선언부 분리

헤더 파일은 주로 클래스 선언, 함수 원형(prototype), 매크로 정의, 상수, 타입 정의 등을 포함합니다. 구현 세부는 제외되고, 외부에서 사용할 인터페이스만을 기술합니다.

2.1.1.1 예시: `math_utils.h`

#ifndef MATH_UTILS_H
#define MATH_UTILS_H

namespace MathUtils {
    int add(int a, int b);
    int subtract(int a, int b);
}

#endif // MATH_UTILS_H

2.1.2 헤더 가드

헤더 가드는 중복 포함을 방지하기 위해 사용되며, #ifndef, #define, #endif 전처리기를 통해 구성됩니다. C++20부터는 #pragma once도 일반적으로 사용됩니다.

2.2 소스 파일(`.cpp`)의 역할과 구조

2.2.1 구현부 정의

.cpp 파일은 실제 함수 구현을 포함합니다. 동일 이름의 .h 파일과 연계되어 선언된 함수나 클래스의 세부 동작을 기술합니다.

2.2.1.1 예시: `math_utils.cpp`

#include "math_utils.h"

namespace MathUtils {
    int add(int a, int b) {
        return a + b;
    }

    int subtract(int a, int b) {
        return a - b;
    }
}

2.2.2 `main.cpp`의 역할

프로그램 진입점인 main() 함수는 일반적으로 별도 파일인 main.cpp에 위치하며, 여러 모듈을 포함하여 실행 로직을 담당합니다.

#include <iostream>
#include "math_utils.h"

int main() {
    int result = MathUtils::add(3, 4);
    std::cout << "Result: " << result << std::endl;
    return 0;
}

2.3 프로젝트 구조 예시

2.3.1 일반적인 디렉토리 및 파일 구성

project/
├── include/
│   └── math_utils.h
├── src/
│   └── math_utils.cpp
└── main.cpp

include/: 헤더 파일을 모아두는 디렉토리
src/: 소스 파일이 위치
main.cpp: 실행 시작점

2.4 분리 설계 원칙 및 장점

2.4.1 변경 최소화와 재사용성 향상

구현부 변경 시, 인터페이스가 고정되어 있다면 다른 파일 재컴파일이 최소화됩니다.
헤더를 외부에 제공함으로써, 라이브러리 사용자는 구현을 알 필요 없이 사용이 가능합니다.

2.4.2 빌드 시스템 효율화

파일 단위 컴파일 및 링크 구조로 인해 병렬 빌드가 용이하며, 대규모 프로젝트에서 빌드 시간이 단축됩니다.

2.4.3 유지보수와 확장 용이성

인터페이스와 구현의 분리로 인해 코드 관리가 쉬워지며, 기능 확장 및 디버깅에 유리합니다.

3. 마무리

C++ 소스 구조는 인터페이스를 담당하는 헤더 파일(.h)과 구현을 담당하는 소스 파일(.cpp)의 분리 원칙에 기반합니다. 이러한 구조는 코드 재사용성, 컴파일 효율, 유지보수성 향상 등의 이점을 제공합니다. 헤더 가드 및 디렉토리 구조 관리는 프로젝트의 확장성과 안정성에 중요한 요소이며, 일관된 구조 설계를 통해 고도화된 C++ 애플리케이션 개발이 가능합니다.