[C++] 12. 문자열(feat. 직렬화)

string

 

 

✅ 문자열

  문자열(string)은 문자들의 집합이며 데이터를 전송하거나 주고 받을 때 많이 사용한다. 기존 C 스타일의 문자열 처리 방식은 직관적이지 않기 때문에 사용하지 않는다. 하지만 기존의 방식대로 쓰여진 코드가 있다면 읽을 줄은 알아야 하기 때문에 간단히 보고 넘어가자.

 

#include <stdio.h>

int main()
{
    char str[16] = "Hello world";
    const char* str2 = "Hello Seoarang";

    char c = 'a';
    c -= 32;

    printf("%s\n", str);
    printf("%s\n", str2);
    printf("%c\n", c);
}

// 출력 결과
//Hello world
//Hello Seoarang
//A

문자를 표현하는 자료형은 char이다. 1바이트 정수를 나타낼 수 있으며 아스키코드에 의해 정수값이 문자로 치환된다. 그리고 char의 배열이나 포인터를 활용해서 문자열을 나타낸다. 위 코드에서 str을 "Hi Google"로 바꾸려면 까다로운 작업이 필요하기 때문에 새로운 변수를 사용하는 것이 편하다. 또한 문자열의 길이가 정해져있어서 다른 문자열로 치환하거나 활용하기엔 제한이 있다. 변수 c는 소문자 'a'로 초기화했고 대문자로 변환하기 위해 32를 빼줬다. 아스키코드에 의한 변환방식이라고 볼 수 있다. 인터페이스 함수 없이 숫자만 적어놨기 때문에 코드를 처음 본 사람은 주석없이 무슨 작업인지 알길이 없다.

 

다음은 모던 C++방식의 문자열이다.

#include <iostream>

int main()
{
    std::string str1 = "Hello world";
    str1 = "Hi, Gooooooooooogle";


    std::cout << str1 << std::endl;
    std::cout << str1.length() << std::endl;
    std::cout << str1.find("o") << std::endl;
    std::cout << str1.substr(5) << std::endl;
}
// 출력 결과
//Hi, Gooooooooooogle
//19
//5
//ooooooooooogle

std::string을 이용하여 문자열을 초기화했고 이후 다른 문자열로 변경했다. std에서 제공하고 있는 string 관련 인터페이스 메소드가 다양하기 때문에 문자열을 조작하기가 매우 편하다. 대표적으로 특정 문자열이 있는지 확인하거나, 문자열이 비었는지 체크하거나, 특정 문자열을 기준으로 자르기 등 많은 것들을 편리하게 사용할 수 있다.

참고로 std::string::c_str()함수를 통해 string 내부의 char형 포인터로 변환할 수 있다.(const char* 반환)

std::string의 인터페이스 메소드 목록은 다음을 참고하자.

https://en.cppreference.com/w/cpp/string/basic_string

std::basic_string - cppreference.com

 

 

✅ 직렬화(Serialization)

직렬화란 객체의 내용을 바이트 단위로 변환하여 파일 또는 네트워크를 통해서 스트림(송수신)이 가능하도록 하는 것을 의미한다. 쉽게 말해서 우리가 사용하는 코드 상 객체의 데이터를 파일이나 DB에 쓰는 것을 말한다. 반대로 파일이나 DB에서 스트림을 읽어와서 코드 상의 객체로 변환하는 작업을 역직렬화라고 한다.

객체의 내용을 파일이나 DB, 메모리 상에 스트림 단위로 저장하기 위해서는 반드시 문자열로 변환해야 한다. 예를 들어 C++ 구조체의 멤버들을 JSON형태로 표현하고 싶을 때(직렬화) 문자열로 변환한다. 반대로 JSON 파일을 읽어오거나 스트림으로 들어오는 JSON 내용을 파싱할 때, 문자열을 먼저 읽어 온 후에 코드 타입에 맞도록 타입 캐스팅을 해줘야 한다. 다음 예제를 보자.

// Serialization

...

Json::Value jsonData;
jsonData["op"] = "subscribe";

for (const auto &symbol : connectorInfo.targetSymbols)
    jsonData["args"].append("orderBookL2_25." + symbol);

const string &strJson = jsonData.toStyledString();
ws.send(strJson);

...

C++에서 JSON객체를 파싱하거나 구성해주는 라이브러리로 jsoncpp를 사용했다. 위 코드는 완전한 직렬화라고 하기엔 어렵지만(객체 내용을 스트림으로 변환하는게 아니기 때문), 쉬운 예제라서 가져왔다. json데이터에 "op"와 "args"를 key로 하는 객체를 삽입하고 웹소켓 서버로 send하는 내용이다. 

 

// Deserialization
...

Json::Value jsonRoot;
if (!reader.parse(res, jsonRoot))
{
    LOG_ERROR(logger, "Failed to parse data(%s)", res.c_str());
    return false;
}

for (const auto &data : jsonRoot)
{
    const string side = data["side"].isNull() ? 0 : data["side"].asString();
    if (side != STR_BUY_CLOSE && side != STR_SELL_CLOSE)
        continue;

    const double price = data["price"].isNull() ? 0.0 : stod(data["price"].asString());
    const string clientOrderId = data["clientOrderId"].isNull() ? "" : data["clientOrderId"].asString();
    const string orderType = data["orderType"].isNull() ? "" : data["orderType"].asString();
    const double orgQty = data["origQty"].isNull() ? 0.0 : stod(data["origQty"].asString());

    ...
}

...

json 데이터를 파싱한 후 대부분 string으로 원하는 데이터를 추출하고(asString() 메서드) double값으로 치환했다(stod 사용). 위 예제도 완벽한 역직렬화는 아니지만 집중하고 싶은 것은 데이터를 주고 받을 때 문자열로 주고 받는 일이 대다수이며, 문자열을 변환하거나 가공하는 작업도 굉장히 빈번하다는 것이다. 따라서 문자열을 제대로 처리하는 것이 중요하다.

 

 

 

✅ 문자열 제어 인터페이스(c style)

c 방식의 문자열 처리 함수들도 다양하다. 대표적으로 strlen, strcpy, strcat, strcmp 등이 있다. 문자열 길이나 복사, 자르기, 비교를 담당한다. atoi, atof와 같은 함수는 문자열을 int, double로 변환하기도 한다. 문자열의 주소값에 접근해서 다루다보니 원본이 변경될 수도 있고, 잘못 접근시 시스템 에러를 발생시키기도 한다.

https://wikidocs.net/12188

11-01. 문자열 처리 함수

 

 

✅ 문자열 제어 인터페이스(std::string)

std::string은 클래스이기 때문에 인터페이스 함수를 가지고 있다. 우선 [] 연산자가 오버로딩 되어있어서 특정 인덱스의 문자값에 접근할 수 있다. 그리고 standard library의 컨테이너 특성상 iterator기반이기 때문에 문자열을 순회하면서 원하는 조건에 맞는 것들을 찾아내거나 필터링하기 쉽다. 빈 값 체크와 사이즈, 길이를 반환하는 함수부터 문자열을 이어붙이거나 자르기, 검색, 비교, 대체 등 많은 기능들이 인터페이스 형태로 제공되고 있다. stoi, stod는 string을 int와 double로 치환한다.

std::string은 std::exception을 상속받기 때문에 에러처리면에서 기본 문자열 함수보다 안전하고 사용하기 쉬운 장점이 있다.

https://en.cppreference.com/w/cpp/string/basic_string

std::basic_string - cppreference.com