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C++ 과 javascript 본문
프론트엔드 개발자가 C++를 알면 여러 측면에서 이점을 가질 수 있습니다. C++는 성능과 시스템 수준의 프로그래밍에 강점을 가지고 있어, 프론트엔드 개발에 직접적으로 사용되지는 않지만 다음과 같은 간접적인 이점이 있습니다:
C++를 자바스크립트와 비교하여 기초부터 배우고 싶다면, 두 언어의 주요 차이점과 개념을 중심으로 설명해 보겠습니다. C++는 컴파일러 언어이고, 자바스크립트는 인터프리터 언어라는 근본적인 차이가 있으며, 이에 따라 메모리 관리, 데이터 타입, 흐름 제어 등 다양한 측면에서 차이가 있습니다.
- 성능 최적화에 대한 깊은 이해: C++는 메모리 관리와 성능 최적화에 매우 민감한 언어입니다. 이를 통해 자바스크립트 엔진의 동작 원리나 브라우저 내부의 성능 최적화 과정에 대한 더 깊은 이해를 할 수 있습니다. V8 같은 자바스크립트 엔진은 C++로 구현되어 있기 때문에, C++를 알면 이러한 엔진의 내부 작동을 더 잘 이해하고 성능 문제를 효율적으로 해결할 수 있습니다.
- WebAssembly와 연계: WebAssembly는 브라우저에서 C++ 같은 고성능 언어를 실행할 수 있는 기술입니다. C++를 알면 WebAssembly로 고성능 애플리케이션을 개발하거나 성능이 중요한 부분을 최적화하는 데 유리합니다. 프론트엔드 개발에서 성능이 중요한 애플리케이션(예: 게임, 영상 처리 등)을 만들 때 C++와 WebAssembly는 강력한 조합이 될 수 있습니다.
- 데이터 구조와 알고리즘의 깊은 이해: C++를 공부하면서 메모리 관리, 효율적인 데이터 구조, 고급 알고리즘에 대한 깊은 이해를 얻게 됩니다. 이는 프론트엔드 개발에서도 복잡한 애플리케이션을 설계할 때 중요한 자산이 될 수 있습니다. 특히 대규모 상태 관리나 성능 최적화에서 도움이 됩니다.
- 다양한 도구 개발: C++는 고성능 도구나 라이브러리 개발에 자주 사용됩니다. 프론트엔드 개발에 필요한 맞춤형 빌드 툴이나 성능을 극대화한 라이브러리를 직접 개발할 수 있습니다. 이런 도구는 개발 효율성을 크게 높일 수 있습니다.
- 브라우저 확장 및 통합: 브라우저의 확장 기능이나 플러그인을 만들 때, C++ 같은 언어로 작성된 네이티브 모듈을 사용하여 복잡한 연산을 처리하거나 시스템 수준의 기능과 상호작용할 수 있습니다. 프론트엔드와 백엔드, 그리고 시스템 프로그래밍을 통합하는 데 유용합니다.
- 저수준 프로그래밍 경험: C++는 자바스크립트보다 훨씬 저수준의 프로그래밍 언어입니다. 이 경험은 자바스크립트 같은 고수준 언어에서 발생하는 문제들을 더 깊이 이해하고, 최적화 포인트를 찾는 데 도움이 될 수 있습니다.
자바스크립트를 주로 사용했던 프론트엔드 개발자로써 위에 대한 공부, 의도적수련을 하기위해 javascript와 c++을 비교하는 글을 작성해보고자 합니다.
C++ vs Javascript
1. 변수 선언 및 데이터 타입
자바스크립트는 동적 타입 언어이고, C++는 정적 타입 언어입니다. 자바스크립트에서는 변수의 타입을 명시하지 않고 선언할 수 있지만, C++에서는 변수의 타입을 명시해야 합니다.
자바스크립트
let x = 10; // 숫자
let y = "Hello"; // 문자열
C++
int x = 10; // 정수
std::string y = "Hello"; // 문자열 (C++에서 문자열은 `std::string` 객체로 다룸)
차이점: C++에서는 변수를 선언할 때 명시적인 타입을 지정해야 합니다. 또한, 자바스크립트의 let, const처럼 변수 범위를 지정하는 키워드가 있는 반면, C++에서는 int, double, char 등의 타입을 지정합니다.
2. 메모리 관리
자바스크립트는 가비지 컬렉션(Garbage Collection)을 통해 메모리를 자동으로 관리합니다. 하지만 C++는 개발자가 직접 메모리를 할당하고 해제해야 합니다.
자바스크립트
let obj = { name: "John" }; // 메모리 할당 자동 관리
C++
int* ptr = new int; // 메모리 동적 할당
delete ptr; // 메모리 해제
차이점: C++에서는 new와 delete 키워드를 사용하여 직접 메모리를 할당하고 해제해야 합니다. 이 점에서 C++는 메모리 관리에 더 신경 써야 하는 반면, 자바스크립트는 이를 자동으로 처리합니다.
3. 함수 선언
자바스크립트와 C++ 모두 함수 선언 방식은 비슷하지만, C++는 함수의 반환 타입을 명시해야 합니다.
자바스크립트
function add(a, b) {
return a + b;
}
C++
int add(int a, int b) {
return a + b;
}
4. 조건문 및 반복문
조건문(if, else)과 반복문(for, while)의 구조는 두 언어에서 매우 비슷합니다.
자바스크립트
if (x > 10) {
console.log("x는 10보다 큽니다.");
}
for (let i = 0; i < 5; i++) {
console.log(i);
}
C++
if (x > 10) {
std::cout << "x는 10보다 큽니다." << std::endl;
}
for (int i = 0; i < 5; i++) {
std::cout << i << std::endl;
}
차이점: 기본적인 제어 흐름은 비슷하지만, C++에서는 입출력에 std::cout과 같은 표준 라이브러리 함수를 사용하며, 자바스크립트는 console.log()를 사용합니다.
5. 클래스와 객체 지향 프로그래밍
자바스크립트와 C++는 둘 다 객체 지향 프로그래밍(OOP)을 지원하지만, C++는 클래스 기반 OOP를 처음부터 설계에 반영한 반면, 자바스크립트는 프로토타입 기반 OOP를 사용하다가 클래스 문법이 추가되었습니다.
자바스크립트
class Person {
constructor(name) {
this.name = name;
}
greet() {
console.log(`Hello, ${this.name}`);
}
}
let person = new Person("Alice");
person.greet(); // Hello, Alice
C++
class Person {
public:
std::string name;
Person(std::string n) : name(n) {}
void greet() {
std::cout << "Hello, " << name << std::endl;
}
};
Person person("Alice");
person.greet(); // Hello, Alice
차이점: C++는 클래스에서 접근 지정자(예: public, private)를 사용하여 멤버 변수와 함수를 관리합니다. 자바스크립트는 접근 지정자를 명시적으로 사용하지 않으며, 모든 멤버가 기본적으로 public입니다. 또, C++에서는 생성자 초기화 목록을 사용할 수 있습니다.
6. 포인터와 참조
C++는 포인터와 참조라는 중요한 개념을 가지고 있습니다. 자바스크립트는 이러한 저수준 개념이 없으며, 변수가 값 자체를 저장하거나 객체에 대한 참조를 자동으로 관리합니다.
자바스크립트
let obj = { name: "Alice" };
let ref = obj; // obj에 대한 참조
ref.name = "Bob";
console.log(obj.name); // Bob (참조로 인해 원본 객체 변경)
C++
int a = 5;
int* p = &a; // a의 주소를 저장하는 포인터
*p = 10; // 포인터를 통해 a의 값을 변경
std::cout << a << std::endl; // 10
차이점: C++는 포인터를 사용하여 메모리의 주소를 다루고, 이를 통해 값의 직접적인 조작을 할 수 있습니다. 자바스크립트는 변수 자체가 참조 또는 값을 저장하는 방식으로 동작하며, 메모리 주소를 직접 다루지는 않습니다.
7. 컴파일과 실행
C++는 컴파일러 기반 언어로, 코드를 작성한 후에 컴파일 과정이 필요합니다. 반면 자바스크립트는 브라우저나 Node.js에서 바로 실행할 수 있는 인터프리터 언어입니다.
C++ 컴파일
g++ main.cpp -o main
./main
자바스크립트 실행
node script.js
차이점: C++는 컴파일 단계를 거쳐야 하기 때문에, 코드가 실행되기 전에 컴파일러가 오류를 잡아냅니다. 반면 자바스크립트는 실행할 때까지 오류가 감지되지 않는 경우가 많습니다.
C++ 와 컴퓨터 작동 원리
C++를 공부하면 컴퓨터 작동 원리, 메모리 관리, 성능 최적화에 대해 깊이 이해할 수 있는 이유는 C++가 저수준 프로그래밍 언어로서 컴퓨터 하드웨어와 가까운 방식으로 작동하기 때문입니다. 이를 통해 컴퓨터 내부에서 일어나는 일을 더 구체적으로 제어하고 이해할 수 있습니다. 구체적인 예시와 설명을 통해 그 이유를 살펴보겠습니다.
1. 메모리 관리와 포인터
C++는 개발자가 직접 메모리를 할당하고 해제할 수 있도록 하며, 이를 통해 메모리 사용의 효율성을 극대화할 수 있습니다. 이는 메모리 구조와 컴퓨터의 메모리 관리 방식을 더 깊이 이해하게 만드는 중요한 이유입니다.
예시: 동적 메모리 할당
int* ptr = new int(10); // 힙 영역에 메모리 할당
std::cout << *ptr << std::endl; // 포인터를 통해 메모리 접근
delete ptr; // 메모리 해제
C++에서 new를 사용해 메모리를 할당하면 **힙(Heap)**이라는 메모리 영역에 공간이 생깁니다. 개발자가 필요할 때 메모리를 할당하고, 더 이상 필요하지 않으면 delete로 해제하는 방식으로 메모리를 관리합니다. 이 과정을 통해 메모리 관리의 복잡성과 중요성을 이해하게 되며, 자동 메모리 관리(Garbage Collection)가 없는 환경에서는 메모리 누수(memory leak)와 같은 문제를 방지하는 방법을 배울 수 있습니다.
- 왜 중요한가: 자바스크립트나 다른 고수준 언어는 메모리 관리를 자동으로 처리하지만, C++에서는 개발자가 직접 제어합니다. 이를 통해 메모리가 어떻게 할당되고 해제되는지, 메모리 누수 문제가 왜 발생하는지, 최적의 메모리 관리를 위해 어떤 전략을 사용해야 하는지 알게 됩니다.
2. 포인터와 메모리 주소
C++에서 포인터는 메모리 주소를 다룹니다. 포인터는 변수나 객체가 저장된 메모리 위치를 참조하는데, 이를 통해 메모리 상의 데이터 구조가 어떻게 배치되는지를 이해할 수 있습니다.
예시: 포인터와 배열
int arr[3] = {1, 2, 3};
int* p = arr; // 배열 첫 번째 요소의 주소를 가리킴
std::cout << *(p+1) << std::endl; // 배열의 두 번째 요소 접근
이 예에서 p는 배열의 첫 번째 요소를 가리키고, 포인터 연산을 통해 배열 내의 다른 요소에 접근할 수 있습니다. 포인터를 이해하면 메모리 내에서 데이터가 어떻게 저장되고 이동되는지, 특히 다차원 배열이나 동적 데이터 구조에서 어떻게 효율적으로 접근할 수 있는지 배우게 됩니다.
- 왜 중요한가: 포인터는 데이터를 메모리 상에서 직접 다루는 방식을 보여주며, 이를 통해 컴퓨터 메모리의 계층 구조(스택, 힙 등)를 이해하고, 메모리 접근 성능에 대해 고민할 수 있게 합니다.
3. 캐시 및 성능 최적화
C++는 CPU의 캐시 메모리와 메인 메모리 간의 상호작용을 고려한 코드를 작성할 때 특히 유용합니다. 효율적인 코드 작성은 **캐시 미스(cache miss)**를 줄이고, 데이터 접근을 최적화하는 것을 목표로 할 수 있습니다.
예시: 배열 순회 성능 차이
const int size = 10000;
int matrix[size][size];
// 행 순서로 순회
for (int i = 0; i < size; i++) {
for (int j = 0; j < size; j++) {
matrix[i][j] = i + j;
}
}
// 열 순서로 순회
for (int j = 0; j < size; j++) {
for (int i = 0; i < size; i++) {
matrix[i][j] = i + j;
}
}
위 코드에서 행 순서로 순회하는 것이 열 순서로 순회하는 것보다 성능이 더 좋습니다. 그 이유는 캐시 메모리의 작동 방식 때문입니다. CPU 캐시는 메모리를 작은 블록 단위로 가져오는데, 배열을 행 순서로 순회하면 캐시가 효율적으로 동작(캐시 히트가 자주 발생)하여 성능이 향상됩니다. 열 순서로 순회하면 캐시 미스가 자주 발생하여 성능이 떨어집니다.
- 왜 중요한가: 배열이나 데이터 구조의 순회 방식만으로도 성능이 크게 달라질 수 있다는 것을 C++에서 배우면, 컴퓨터 하드웨어가 데이터를 어떻게 처리하는지 더 깊이 이해하게 되고, 이를 통해 성능 최적화 전략을 세울 수 있습니다.
4. 멀티스레딩과 동시성
C++는 멀티스레딩과 동시성을 지원하는 강력한 기능을 가지고 있습니다. 멀티스레딩은 CPU 자원을 효율적으로 활용하기 위한 방법 중 하나로, 이를 사용하면 병렬 처리를 통해 프로그램의 성능을 극대화할 수 있습니다.
예시: 멀티스레딩
#include <iostream>
#include <thread>
void task1() {
std::cout << "Task 1\n";
}
void task2() {
std::cout << "Task 2\n";
}
int main() {
std::thread t1(task1);
std::thread t2(task2);
t1.join();
t2.join();
return 0;
}
이 예제에서는 두 개의 스레드를 생성하여 각각 task1과 task2를 동시에 실행합니다. 멀티스레딩을 통해 여러 작업을 병렬로 처리할 수 있으며, 이를 통해 CPU 사용량을 극대화할 수 있습니다.
- 왜 중요한가: 멀티스레딩을 사용하면 컴퓨터의 프로세서가 병렬로 작업을 처리하는 방식을 이해하게 되고, 경쟁 조건이나 데드락 같은 동시성 문제에 대해 배울 수 있습니다. 이는 자바스크립트의 이벤트 루프와 비동기 처리를 이해하는 데도 도움이 됩니다.
결론: C++를 통해 얻는 시스템 및 성능에 대한 이해
C++는 하드웨어와 가까운 수준에서 프로그래밍을 할 수 있도록 해줍니다. 메모리 관리, 포인터, 멀티스레딩 등 시스템 자원을 효율적으로 관리하는 방법을 배우면서 컴퓨터의 작동 원리와 성능 최적화에 대한 깊은 이해를 얻을 수 있습니다. 자바스크립트와 같은 고수준 언어를 사용할 때는 자동으로 처리되는 부분들이 C++에서는 명시적으로 드러나기 때문에, 시스템의 작동 방식과 최적화의 중요성을 체감하게 됩니다.