28. 멤버 함수 포인터(pointer-to-member function)의 내부 표현

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// [언어 내부동작 문제] C++ - 멤버 함수 포인터(pointer-to-member function)
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// 주제: "일반 함수 포인터"와 "멤버 함수 포인터"는 왜 서로 대입/캐스팅이 안 되고,
//   왜 sizeof 가 다르며, 호출 방식이 왜 다른가?
//   - 게임서버에서 흔한 패턴: 패킷 ID -> 핸들러 멤버 함수를 매핑하는 디스패치 테이블
//     (예: void (PacketHandler::*)(const Packet&) 를 배열/맵에 저장해 opcode 로 호출).
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// 과제:
//   1) 아래 main 의 출력을 예측하라.
//   2) sizeof(handler) 가 왜 일반 함수 포인터 sizeof(void*) 와 다를 수 있는지
//      (다중 상속/가상 함수가 섞였을 때 컴파일러가 멤버 함수 포인터를 어떻게
//      표현하는지) 내부적으로 설명하라.
//   3) `obj.*handler` / `pobj->*handler` 호출이 실제로 어떤 코드로 치환되는지
//      (가상 함수를 가리키는 경우와 비가상 함수를 가리키는 경우의 차이 포함) 설명하라.
//   4) 이 메커니즘을 std::function<void(const Packet&)> 로 대체했을 때
//      생기는 이점과 비용을 설명하라.
//   (먼저 직접 예측·설명을 적은 뒤 answer.md 와 대조할 것)
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#include <cstdio>

struct Packet {
    int opcode;
    int payload;
};

class PacketHandler {
public:
    virtual ~PacketHandler() = default;

    void OnMove(const Packet& p) {
        std::printf("OnMove payload=%d\n", p.payload);
    }

    virtual void OnAttack(const Packet& p) {
        std::printf("OnAttack(base) payload=%d\n", p.payload);
    }
};

class MonsterHandler : public PacketHandler {
public:
    void OnAttack(const Packet& p) override {
        std::printf("OnAttack(monster) payload=%d\n", p.payload);
    }
};

int main() {
    // 멤버 함수 포인터 타입: 리턴 타입, 소속 클래스, 파라미터가 모두 타입의 일부다.
    void (PacketHandler::* handler)(const Packet&) = nullptr;

    Packet p{ /*opcode*/ 1, /*payload*/ 42 };

    MonsterHandler monster;
    PacketHandler& baseRef = monster;

    // (A) 비가상 멤버 함수를 가리키는 포인터
    handler = &PacketHandler::OnMove;
    (baseRef.*handler)(p);

    // (B) 가상 멤버 함수를 가리키는 포인터 — 정적 타입은 PacketHandler 지만
    //     handler 는 OnAttack 을 가리킨다.
    handler = &PacketHandler::OnAttack;
    (baseRef.*handler)(p);

    std::printf("sizeof(handler) = %zu\n", sizeof(handler));
    std::printf("sizeof(void*)   = %zu\n", sizeof(void*));

    return 0;
}