모던 문법 ⑦ auto·constexpr와 표준 라이브러리

모던 C++ 학습 로드맵의 고급(모던 문법) 단계입니다. 앞 글: ⑥ 스레드와 비동기

C++11 이후 추가된 문법들은 대부분 코드를 짧고 안전하게 만드는 방향입니다. 개별 기능이라 순서대로 볼 필요는 없고, 자주 쓰는 것부터 손에 익히면 됩니다.

auto — 타입을 추론시키기

컴파일러가 알 수 있는 타입은 굳이 손으로 안 적어도 됩니다.

auto i = 42;                              // int
auto it = v.begin();                      // std::vector<int>::iterator — 손으로 쓰면 길다
for (const auto& x : container) { ... }   // 반복에서 특히 유용

길고 복잡한 타입(반복자, 람다)을 짧게 만들고, 타입이 바뀌어도 선언을 안 고쳐도 됩니다. 다만 auto는 참조와 const를 벗겨내므로, 참조가 필요하면 auto&, 안 바꿀 거면 const auto&로 의도를 드러내세요.

유니폼 초기화 — 중괄호 {}

타입마다 제각각이던 초기화 문법을 {}로 통일합니다.

int x{5};
std::vector<int> v{1, 2, 3};
std::string s{"hi"};
Point p{1, 2};

덤으로 좁아지는 변환(narrowing)을 막아줍니다. int x{3.14};는 컴파일 에러 — 데이터 손실을 컴파일 타임에 잡습니다.

constexpr — 컴파일 타임 상수

const는 “바뀌지 않는 값”이고, constexpr는 한 발 더 나가 컴파일 타임에 계산되는 값입니다. 런타임 비용이 0이 됩니다.

constexpr int square(int x) { return x * x; }
constexpr int n = square(8);   // 컴파일 시점에 64로 확정
int arr[n];                    // 상수라 배열 크기로도 쓸 수 있음

decltype(표현식의 타입을 그대로 가져오기)도 이 묶음이지만, 주로 템플릿·라이브러리 코드에서 쓰이니 지금은 이름만 알아두면 됩니다.

표준 라이브러리 — 사전처럼 찾아 쓰기

아래는 외우는 게 아니라 “이런 게 표준에 있다”만 기억하고 필요할 때 찾아 쓰는 것들입니다. 직접 만들면 버그가 나는 것들을 표준이 검증된 형태로 제공합니다.

도구	용도
std::optional<T>	“값이 있을 수도, 없을 수도” — 널 포인터 대신 안전하게
std::variant<A, B>	여러 타입 중 하나를 담는 타입 안전 union
std::chrono	시간·기간·시계 (std::this_thread::sleep_for 등)
std::filesystem	경로·파일 존재 확인·디렉터리 순회
std::regex	정규표현식

std::optional<int> find_id(std::string_view name) {
    if (name == "kim") return 3;
    return std::nullopt;          // "없음"을 명시적으로
}

if (auto id = find_id("lee")) {   // 값이 있으면
    std::cout << *id;
}

optional은 “찾았을 수도 못 찾았을 수도 있는” 결과를 널 포인터나 매직 넘버(-1) 없이 표현합니다. 모던 C++이 널 관련 버그를 줄이는 대표 도구입니다.

자주 막히는 지점

• auto가 const/참조를 벗김 — auto x = obj.ref();는 복사를 만듭니다. 참조가 필요하면 auto&.
• {} vs () 초기화 차이 — std::vector<int> v(3);는 원소 3개, v{3}은 값이 3인 원소 1개. {}는 initializer_list를 우선합니다.
• most vexing parse — Widget w();는 객체가 아니라 함수 선언으로 해석됩니다. Widget w{};로 쓰면 이 함정을 피합니다.

통과 기준

• auto를 쓰되 언제 auto&/const auto&가 필요한지 안다.
• const와 constexpr의 차이를 말할 수 있다.
• optional이 널 포인터·매직 넘버보다 나은 이유를 설명할 수 있다.

다음은 마지막, 빌드 — 컴파일·링킹과 CMake입니다. 문법을 넘어 프로젝트를 실제로 빌드하는 관점으로 로드맵을 마무리합니다.

Reference

• 씹어먹는 C++ 강좌 16~17강 (modoocode) — 유니폼 초기화·constexpr·표준 라이브러리의 한글 상세
• cppreference — std::optional
• Effective Modern C++ Item 5~6 (auto), 7~8 (초기화)