2025년 6월 26일 11:26:55 KST

C++는 종종 “클래스가 있는 C”로 묘사되며 C에서 파생되었지만, 현재는 독자적이고 강력한 멀티 패러다임 언어로 발전했습니다. 시스템 프로그래밍 분야의 개발자에게 두 언어의 차이점을 이해하는 것은 매우 중요합니다. 본 안내서는 사실에 입각하여 두 언어를 비교 설명합니다.

1. 프로그래밍 패러다임

• C: 엄격한 절차적(procedural) 언어입니다. 코드를 함수 단위로 구성하며, 주어진 작업을 단계별로 처리하는 데 중점을 둡니다.
• C++: 멀티 패러다임(multi-paradigm) 언어입니다. 절차적, 객체 지향, 일반화, 함수형 프로그래밍 스타일을 모두 지원합니다. 가장 중요한 추가 사항은 객체 지향 프로그래밍(OOP)입니다.

2. 객체 지향 프로그래밍 (OOP)

이것이 아마도 가장 큰 차이점일 것입니다. C++에는 C에 없는 다음과 같은 기능이 있습니다.

• 클래스와 객체: 데이터(속성)와 그 데이터에 대한 연산을 수행하는 메서드(함수)를 하나로 묶는 객체를 생성하기 위한 청사진입니다.
• 캡슐화: 접근 지정자(public, private, protected)를 사용하여 클래스 내부의 구현 세부 정보를 외부로부터 숨깁니다. C++의 static 키워드는 클래스 수준의 변수나 메서드를 위해 사용되며, 접근 제어와는 관련이 없습니다.
• 상속: 기존 클래스의 동작을 재사용, 확장, 수정하는 새로운 클래스를 생성하는 기능입니다.
• 다형성: 주로 virtual 함수를 통해, 서로 다른 기본 형태(데이터 타입)에 대해 단일 인터페이스를 가질 수 있는 기능입니다.

3. 메모리 관리

핵심 철학이 크게 다릅니다.

• C: malloc(), calloc(), realloc(), free()를 사용한 수동 메모리 관리를 합니다. 개발자가 메모리 할당과 해제를 전적으로 책임져야 합니다.
• C++: new와 delete를 통한 수동 관리를 여전히 지원하지만, 현대 C++는 RAII(Resource Acquisition Is Initialization) 기법을 강조합니다.
  • RAII: 자원의 생명주기를 객체의 생명주기에 바인딩하는 디자인 패턴입니다. 생성자에서 자원(예: 메모리, 파일 핸들)을 획득하고, 소멸자에서 해제합니다. 이를 통해 결정론적이고 자동적인 자원 정리가 가능해집니다.
  • 스마트 포인터: RAII를 실제로 구현한 것들입니다 (예: std::unique_ptr, std::shared_ptr, std::weak_ptr). 메모리를 자동으로 관리하여 누수를 방지합니다. 여기서 중요한 점은 C++에는 Java나 C#과 같은 내장 가비지 컬렉터(GC)가 없다는 것입니다. 스마트 포인터는 결정론적 자동 메모리 관리를 제공하며, 이는 비결정론적 GC와는 다릅니다.

더 명확한 구분을 위해 C++ 스마트 포인터와 전통적인 가비지 컬렉션을 직접 비교하면 다음과 같습니다.

핵심 차이점: C++ 스마트 포인터와 가비지 컬렉션(GC)

4. 일반화 프로그래밍: 템플릿

• C: 일반화 프로그래밍을 위한 네이티브 지원이 부족합니다. 비슷한 기능을 구현하기 위해 개발자들은 종종 타입에 안전하지 않은 void* 포인터나 매크로에 의존합니다.
• C++: 템플릿 기능을 제공하여, 타입 안전성을 희생하지 않으면서 모든 데이터 타입에 대해 동작하는 함수와 클래스를 작성할 수 있게 합니다. 이는 표준 템플릿 라이브러리(STL)의 기반이 됩니다.

5. 표준 라이브러리

• C: 입출력, 문자열 조작, 수학 등을 위한 기본적인 함수를 제공하는 간결한 표준 라이브러리를 가집니다.
• C++: C 표준 라이브러리를 포함하며, 여기에 방대한 표준 템플릿 라이브러리(STL)를 추가합니다. STL은 미리 만들어진 효율적인 자료 구조(예: std::vector, std::map, std::set), 반복자, 알고리즘을 제공합니다.

6. 기타 주요 언어 기능

• 참조 (&): C++는 다른 변수의 별칭으로 작동하는 참조 타입을 도입했습니다. 참조는 null이 될 수 없으며 초기화 후 다른 객체를 가리키도록 변경할 수 없어, 포인터보다 더 안전하고 편리한 경우가 많습니다. 참조는 본질적으로 스레드에 안전하지 않습니다. 다중 스레드 환경에서 참조를 통해 데이터에 접근할 때는 여전히 동기화(예: 뮤텍스, 아토믹)가 필요합니다.
• 네임스페이스: 코드를 논리적 그룹으로 구성하고, 특히 대규모 프로젝트에서 이름 충돌을 방지하기 위해 사용되는 C++ 기능입니다. C와 C++ 코드를 올바르게 연결하기 위해서는 extern "C" 링크 명세를 사용합니다.
• 컴파일 타임 평가 (constexpr): 표현식과 함수가 컴파일 시점에 평가될 수 있도록 하는 C++11 키워드입니다. 이는 상당한 성능 향상으로 이어질 수 있습니다. constexpr 변수는 암묵적으로 const이며, 반드시 상수 표현식으로 초기화되어야 합니다.
• 인라인 어셈블리: 대부분의 플랫폼을 위한 C와 C++ 컴파일러는 모두 인라인 어셈블리(예: asm, __asm__ 사용)를 지원하여 어셈블리 코드를 직접 통합할 수 있게 합니다. 별도의 어셈블리 파일을 링크하는 방법 또한 두 언어 모두에서 사용 가능합니다.