김 용묵의 절대공간 - 블로그

비주얼 스튜디오로 C# 프로젝트를 하나 만든 후, 마법사가 생성해 준 기본 폼 애플리케이션을 debug와 release로 제각기 모두 빌드하여 실행해 본다.
그 후 이 프로젝트 디렉터리의 크기를 측정해 보라. 본인은 200KB가 채 나오지 않았다.

그런데 C/C++ 프로젝트를 만들고(MFC는 쓰지도 않고), 그냥 간단한 창만 하나 띄우는 Win32 프로그램을 debug와 release로 모두 빌드해서 실행한 후 디렉터리 크기를 재 보라.
프로젝트가 차지하는 용량은 무려 20MB가 넘는다. (비주얼 스튜디오 2008 기준)

그렇다. C/C++은 프로젝트를 만들고 빌드를 좀 하면, 잡다하게 생기는 중간(intermediate) 파일이 엄청 많다. 게다가 용량도 상당히 많이 잡아먹는다.

<날개셋> 한글 입력기 프로젝트도 32비트 디버그/릴리스, 그리고 64비트까지 빌드하다 보니 디렉터리 전체 크기가 무려 800MB에 달해 있다. 하지만 그 중 실제로 빌드에 쓰이는 소스나 데이터 파일의 합은 20~30MB대는 절대 안 넘을 것이다. -_-;;

OBJ 파일이 생기는 것이야 C/C++ 자체가 링크를 염두에 두고 만들어진 언어이니 어쩔 수 없고 그건 어차피 그렇게 크지도 않다. ..... 라고 말하려고 했는데, 오브젝트 파일도 각종 디버깅 내지 고급 최적화와 관련된 메타정보가 첨가되다 보면 단순히 소스 코드의 기계어 번역이라고 볼 수 없을 정도로 덩치가 은근히 커지긴 한다.

OBJ 말고도 디스크 용량을 상당히 차지하는 주범은 잘 알다시피 pre-compiled header이다(*.PCH) 겨우 몇몇 개의 헤더 정도나 인클루드하면 되는 정올 답안 수준의 프로그램이 아니라 특정 운영체제/플랫폼이나 거대한 라이브러리의 프로그래밍 요소를 다 인클루드하는 프로그램이라면, 그렇게 고정불변이고 덩치가 많은 요소들은 미리 컴파일을 좀 시켜 놔야지 프로그램의 빌드 시간을 줄일 수 있다.

본인이 비주얼 C++을 처음으로 쓴 게 4.2 시절부터이다. 그때엔 MFC 심볼들을 다 빌드해 놓은 pch 파일도 이미 3~5MB 정도 했던 것 같다. 하지만 지금은 그것보다 덩치가 훨씬 더 커져 있고 한 빌드 configuration당 10MB는 훌쩍 넘어간다. 프로젝트 하나 만들 때마다 50~100MB씩은 잡아야 한다. 오로지 C/C++ 언어 프로젝트만이 이런 삽질이 필요하다.

윈도우 SDK나 MFC처럼 매 프로젝트마다 일일이 빌드가 필요하지 않은 것들은 공용 PCH라는 개념으로 공유만 좀 하게 해 놔도 이런 파일의 크기를 상당 부분 줄일 수 있을 텐데 너무 낭비라는 생각이 든다. 하지만 요즘은 하드디스크 용량이 워낙 많다 보니, 빌드 시간을 네트워큭 분산 기술을 줄이려는 연구는 해도 PCH 파일 크기를 줄이려는 연구는 거의 행해지지 않는 것 같다.

이외에도 인텔리센스 데이터베이스인 NCB 파일도 은근히 크고, 매 빌드 때마다 생기는 심볼 디버그 데이터베이스인 PDB 파일도 무시 못 한다.
왜 이런 일이 생기는 것일까? 대략 다음과 같은 관점에서 살펴볼 수 있다.

첫째, C/C++은 굉장히 작은 언어이고, 프로그래밍에 필요한 요소들을 전적으로 소스와 동일한 텍스트 포맷인 헤더 파일의 파싱(느림!!)에 의존하여 읽어들이는 형태이기 때문이다. 라이브러리 링크는 별도의 계층으로 따로 존재하지, 즉시 읽어들일 수 있는 바이너리 유닛/패키지라든가(파스칼, 자바, C# 등) 언어가 자체 내장하고 있는 요소가 없다. 원천적으로 이식성을 택했지, 속도를 배려하지는 않은 느린 프로세스를 사용하는 셈이다.

둘째, C/C++은 전처리기라든가 링크 과정으로 인해 빌드가 더욱 느리고, 언어의 해석이 더디기 때문이다. 모든 토큰은 그냥 토큰이 아니라 전처리기를 재귀적으로 거치면서 다 까 봐야 실체가 드러난다. ^^;;; 헤더 파일의 글자 하나를 고치면 이 여파가 수백, 수천 개의 소스 파일에 동시에 파급되고 프로그램의 의미가 전혀 다르게 바뀔 수 있다. 이것은 장점도 있지만 똑똑한 개발 환경이나 빠른 빌드 환경을 만드는 데는 불리한 구조이다.
그러니, 소스 코드를 조금이라도 빨리 분석하기 위해서는 소스코드 자체뿐만 아니라 온갖 메타정보들을 ‘별도의 파일’로 보관할 수밖에 없다. NCB처럼 말이다.

셋째, C/C++은 그 어느 에뮬레이터나 가상 기계 계층이 없이, CPU 차원에서 기계가 직통으로 알아듣는 프로그램을 만들 수 있다. 잘 최적화된 프로그램은 사람이 원래 짠 소스 코드와는 전혀 다른 형태가 될 수도 있다. 그러니 이런 코드의 디버깅은 어려울 수밖에 없다. 변수의 내용을 확인하거나 한 줄씩 실행하는 것까지는 못 하더라도 프로그램이 뻗었을 때 스택 덤프라도 보려면 빌드된 프로그램과 소스 코드 사이의 관계를 설명하는 최소한의 정보라도 있어야 한다. 소스 코드와 형태가 전혀 딴판인 코드를 생성하는 컴파일러일수록 그런 정보는 더욱 세부적이고 양이 많아질 수밖에 없다.

한 마디로 C/C++이 정말 강력하고 포괄적이고 대인배 같은 언어이다 보니 주변에 붙는 군더더기도 많은 모양이다. ^^ 코드 생성이 여러 단계를 거치면서 매우 번거롭고 어려운 대신, 한번 만들어 진 코드는 그 어느 언어보다도 강력하다.

Posted by 사무엘

1.
자바는 잘 알다시피 파일 하나와 클래스 하나가 완전히 일대일 대응하며, 파일 이름이 클래스 이름과 일치까지 해야 한다(여러 클래스를 선언하더라도 한 클래스의 내부에서 선언해야 함). 자바는 여러 소스 코드를 한데 모아서, 다시 말해 링크해서 exe를 만든다는 개념이 없고 그냥 소스 코드가 그대로 바이트 코드로 컴파일된 클래스 파일이 되고 거기에 있는 static void Main 함수를 실행하는 구조이다. 그런 만큼 아예 그런 형태를 언어 차원에서 강제함으로써 관리 면에서 얻는 편의도 분명 있을 것이다.

그런데 C#은 그렇지는 않다. C++과 마찬가지로, 파일과 클래스가 일대일 대응하지 않아도 된다. 한 파일에 여러 클래스가 담길 수도 있고, partial 예약어를 쓰면 반대로 한 클래스가 여러 파일에 나눠 담길 수도 있다!
(MSDN에 설명돼 있는 것처럼, 여러 사람이 한 클래스에 대해 공동 작업을 할 때나 클래스의 일부분이 다른 출처로부터 자동으로 생성된다거나 할 때 무척 유용하겠다.)

게다가 C#은 비록 닷넷 전용이긴 해도 여러 소스로부터 한 exe를 만들 수 있는 언어이다. 그렇다 보니 자바에서는 걱정할 필요가 없던 문제가 하나 생기는 게 있는데, 바로 여러 클래스들이 자기만의 static void Main 함수를 정의할 수 있다는 점이다. 이 경우 컴파일러는 에러를 발생시키며, Main 함수를 하나만 남기든가, 어느 클래스의 Main 함수를 실행시킬 지 별도의 옵션으로 지정해 달라는 메시지를 남긴다.

Main 함수가 없거나 둘 이상 존재한다는 에러는 링크 에러가 아니고 런타임 에러는 더욱 아니며, 컴파일 에러라는 게 흥미롭다. C#도 자바와 마찬가지로 링크라는 개념은 없다.

2.
C#에는 C/C++과 마찬가지로 const라는 예약어도 있고 이에 덧붙여 readonly라는 예약어도 있다. const는 컴파일 시점에서 값이 완전히 고정되어 있는 primitive 타입의 상수나 문자열만 지정할 수 있다. 그리고 C++과는 달리 const와 static을 동시에 지정할 수 없다. 어떤 멤버가 const이기만 하면 static은 당연히 자동으로 지정되기 때문이다.

그 반면 readonly는 const보다 더 동적인 값을 선언할 때나 생성자 함수에 한 번 정한 후에 그 뒤부터 고칠 수 없도록 지정할 수 있어 편리하다. primitive 타입이 아니라 new로 할당하는 개체/배열이라든가, 상수이긴 한데 값이 실행 시점에서 가변적으로 정해질 수 있는 값--함수 실행 결과처럼--이라면 readonly로 지정하면 된다.

C++은 이 둘의 경계가 모호했다. 굳이 구분하자면 일반 const 멤버는 생성자 함수에서 동적인 값으로 초기화가 가능했던 반면, static const는 컴파일 때 정적인 값으로만 초기화가 가능했다.
C#은 배열은 자바와 마찬가지로 무조건 new로 할당하기 때문에, 값이 전혀 동적이지 않는 상수 테이블 같은 것도 배열이라면 const가 아닌 readonly로 할당해야 한다.

한편, 자바는 이 점에서 C#과는 다른 재미있는 차이를 보인다. 내 기억이 맞다면 const가 없고 아마 final이 const 역할도 하며, 오버라이드 가능하지 않은 고정 함수임을 나타낼 때도 쓰이는 예약어이다. 즉, C++과 C#은 virtual이라고 별도로 지정한 함수만 가상 함수인 반면, 자바는 별도로 지정하지 않은 모든 함수가 기본적으로 가상 함수인 것이다.

그나저나, this 포인터를 const로 바꿈으로써 이 멤버 함수가 실행 결과가 read-only임을 나타내는 const는, 자바와 C#에서 어떻게 표현하는지 모르겠다.

3.
뒷북일 수도 있지만 한 마디.
유니코드가 제정된 후에 발명된 언어인 자바와 C#은, 해당 언어가 규정하는 문자 집합이 유니코드이다. 그래서 char 형의 기본 크기가 놀랍게도 2바이트이며 문자열 리터럴도 기본이 유니코드 UTF16 형태이다. 게다가 변수를 비롯한 각종 명칭 이름을 한글로 지을 수 있다. ^^ 사실, 비주얼 스튜디오에서는 C# 소스 코드 자체가 기본적으로는 BOM까지 붙어 있는 UTF8 인코딩으로 저장된다.

하지만 C/C++은 그렇지 않다. 1970년대부터 존재한 저수준 시스템 언어인 만큼, 21세기에도 C/C++ 코드는 ANSI 인코딩이다. char 형은 규정상 무조건 1바이트여야 하고 절대로 바뀔 수 없으며, ""는 기본적으로 char 문자열이고 wide 문자열은 L""이라고 접두어를 붙여서 별도로 지정해 줘야 한다.

옛날의 일부 C언어 컴파일러는 키보드로 바로 칠 수 없는 일부 기호를 다른 기호의 나열로 대체하는 시퀀스까지 존재했었다. 그렇게도 열악한 환경에서부터 쓰였던 언어와 유니코드 시대에 등장한 언어는 그 배경이 극과 극일 수밖에 없다.

문자열 타입은 그렇다 치더라도 C/C++이 현대 언어들처럼 유니코드 명칭을 받아들이는 일도 있을 수 없다. 그러려면 그렇잖아도 링크라는 계층이 존재하는 언어인데 오브젝트 파일의 포맷이 바뀌어야 하고, 심지어 운영체제의 API 구조조차 바뀌어야 할지도 모른다. 윈도우 API 중에 GetProcAddress 함수의 둘째 인자가 괜히 PCSTR인 게 아니다(PCTSTR이 아닌 일반 string). 보수적이고 이식성을 생명처럼 여기는 이쪽 바닥에서는 상상조차 할 수 없는 일인 것이다.

이처럼, 똑같이 클래스가 있고 상속이 존재하는 소위 객체 지향 언어라 하더라도 C++, C#, 자바 같은 언어들의 설계 목적과 주 용도, 빌드 단계, 문법 구조, 고안된 당시 배경을 살펴보는 것은 각 언어들의 철학을 이해하는 데 큰 도움이 될 것이다.

Posted by 사무엘

예전에 짜 놓은 C++ 코드를 C#으로 포팅할 일이 있어서 모처럼 비주얼 스튜디오로 C# 프로젝트를 만들어 봤다. 그렇게 거창한 건 아니고, 그냥 콘솔에서 간단하게 입출력만 주고받는 150~200줄 남짓의 정올 답안 정도 되는 규모의 프로그램이다.

public void 이런 식으로 멤버 함수를 선언하는 것이나, 클래스 안에다가 함수 몸체를 다 써 넣는 것은 자바를 닮았다.
전처리기 같은 게 없고 C++보다 소스 코드 파싱이 훨씬 더 용이한 것 역시 자바와 일치한다. 사실 이건 요즘 객체 지향 언어들의 보편적인 추세이기도 하니까.

이 언어 역시 자바처럼 생산성 하나는 정말 좋겠다는 생각이 들었다. 파싱이 쉽기 때문에 IDE가 굉장히 똑똑해질 수 있다. 소스 코드 자동 리팩터링이라든가 인텔리센스 자동 완성, 코딩 컨벤션 교정 같은 것을 월등히 더 지능적으로 구현할 수 있다는 뜻.
실제로 C++ 쓰다가 C#을 쓰면 정말 그 편리함에 감탄하곤 한다.
환상적인 빌드 속도도 큰 매력이며, precompiled header 나부랭이도 없다. delete 때문에 골머리를 썩을 필요도 없다.
네이티브 바이너리를 못 만들어서 낭패이긴 하지만 말이다.

자바와 C#에는 C++에서 ::와 ->에 해당하는 연산자가 없으며 이들의 기능을 .이 모두 맡고 있다. 일단 포인터라는 게 존재하지 않으니 ->가 필요 없고, . 가 개체의 멤버 참조뿐만 아니라 scope와 namespace 식별까지 모두 맡고 있는 것이다. 그렇게 해도 문법상으로 모호해지지는 않는다.

C에는 다차원 배열이 존재하지 않으며 오직 배열의 배열 내지 다차원 포인터만이 그 개념을 대신하고 있는 반면, C#은 자유롭게 다차원 배열을 선언할 수 있다. 무슨 얘기냐 하면 실행 시간에 임의의 값으로 x*y 크기의 동적 배열을 만들 수 있다는 뜻. (C/C++은 언어 차원에서 이 간단한 일도 바로 가능하지 않다.)

C#은 콤마 연산자는 존재하지 않는 듯하다. 그리고 int 같은 기본 타입을 reference로 전달할 수 있는데, 이때는 반드시 ref를 추가해야 한다. 함수를 선언할 때 ref를 붙이는 건 마치 파스칼에서 var을 붙이는 것과 비슷한데, 이뿐만이 아니라 그런 함수를 호출할 때도 func(ref a) 이런 식으로 ref를 붙여야 하는 게 무척 신기하게 느껴졌다.

앞으로 간단한 벡터 그래픽 데모 프로그램을 짤 일이 있을 것 같은데 이것도 간단하게 C#으로 짜면 딱일 것 같다. 복잡한 최적화 루틴 같은 거 필요 없고, 그냥 결과물이 마음에 들 때까지 빌드를 엄청 자주 해야 할 텐데 C++보다 생산성이 월등히 더 뛰어날 수 있기 때문이다.
하지만 그러려면 Win32 API와는 완전히 다른 그래픽 체계를 또 공부해야 되네. -_-;;

Posted by 사무엘