클래스와 구조체 - 1

개요

• 객체지향 프로그래밍에서는 프로그램을 코드 단위로만 보지 않고 프로그램 내에 존재하는 요소들을 객체로 구성하고, 객체들간의 상호작용을 통해 프로그램이 구현된다. 클래스(Class)와 구조체(struct)는 이를 강력하게 지원하는 기능 중 하나이며, C#은 객체지향 프로그래밍 언어기 때문에 이번 포스팅에서 다뤄질 두 가지 개념은 필수적이고 중요한 요소다.

본격적으로 알아보기 전, 클래스와 구조체는 뭘까?

• 두 가지 개념 모두, 객체를 표현하기 위한 설계도의 개념으로 생각하면 된다. 클래스/구조체로 설계도를 미리 작성하고, 프로그램에서는 설계도를 기반으로 객체를 생성(인스턴스)해 프로그램 내에서 객체가 존재하도록 만든다.
  이 설계도 안에는 크게 다음과 같은 요소들이 포함된다.
  1. 객체가 가지는 성질 : 필드(변수, 프로퍼티 등 객체가 가지는 데이터)
  2. 객체가 하는 행동 : 함수(메서드)
• 클래스와 구조체 모두 객체에 대한 정보를 정의해 두는 설계도와 같지만 각 특징에 따라 사용도에서 차이가 있을 수 있다. 두 개념의 특징과 차이점을 알아보도록 하자.

클래스

• 클래스의 특징을 나열하면 다음과 같다
  • 클래스의 변수는 스택에 할당되고, 인스턴스가 힙에 할당되는 참조 타입이다
    • 스택에 할당되는 변수는 힙 메모리에 할당되는 인스턴스의 메모리 주소를 가진다
  • 상속이 가능하지만, 다중상속은 불가능하다.
  • 클래스의 필드(변수, 프로퍼티)와 메서드(함수)를 가질 수 있다.
  • 생성자와 소멸자를 통해 인스턴스화 할때와 메모리에서 할당 해제될 때의 동작을 정의할 수 있다.

클래스 선언과 인스턴스 생성

public class ParentClass
{
    // 상속받는 자식에서 재사용 가능하다.
    public string Name;
}

// 'ParentClass'를 상속받은 'MyClass'
public class MyClass : ParentClass
{
    // 필드
    public int Value;

    // 메서드
    public void PrintData()
    {
        Console.WriteLine($"{Name}, {Value}");
    }
}

class Program
{
    static void Main(string[] args)
    {
        // Aclass 인스턴스 생성
        // 스택 메모리에는 'a'라는 변수가 만들어진다.
        // new 할당을 사용해 힙 메모리에 클래스의 정보대로 인스턴스를 만든다
        // 스택 메모리의 'a'라는 변수는 힙 메모리의 Aclass 클래스의 메모리 주소를 가진다
        MyClass A = new MyClass();
        A.Name = "JaCo";
        A.Value = 30;
        A.PrintData();

        // 'b' 변수는 'a' 변수가 가리키는 힙 메모리의 주소를 가진다
        // 즉, b의 내용을 바꾸면 a의 정보가 바뀔것이다.
        MyClass B = A;
        B.Name = "Lee";
        B.Value = 20;
        B.PrintData();

        A.PrintData();
    }
}

• 결과 :
  • 
• 결과에서 확인할 수 있듯이 A를 참조하고 있는 B 변수의 데이터를 변경하면 A 변수가 가진 클래스의 데이터가 변화한다. 이 과정을 그림으로 알아보자면 다음과 같다.
• 
• B변수에는 A의 값을 대입했으므로, A가 가진 메모리의 주소를 B도 동일하게 가지고 있는 것이다. 즉, A와 B는 같은 메모리 주소를 가진 변수가 되므로 B의 데이터를 변경하면 A의 데이터 또한 변경되는 것이다.

생성자와 소멸자

• 클래스에는 생성자와 소멸자라는 특수한 메서드가 있다. 말 그대로 인스턴스가 생성되거나 소멸(할당 해제)될 때 자동으로 호출되는 함수이다. 일반적으로 C#의 언어 특성상 소멸자를 명시적으로 호출하는것은 권장되지 않는 방법으로, 아래 예시 코드에서는 IDisposable을 상속받아 소멸자를 대체하겠다.

// 'IDisposable'을 상속받은 'MyClass'
public class MyClass : IDisposable
{
    public MyClass()
    {
        Console.WriteLine("생성자 호출");
    }

    ~MyClass()
    {
        // 소멸자.
        // 명시적으로 호출할 수 없고, 호출 시점을 사용자가 알 수 없다.
        // 객체가 메모리에서 할당 해제될 때 자동으로 호출된다.
        Console.WriteLine("소멸자 호출");
    }

    public void Dispose() 
    {
        Console.WriteLine("Dispose() 호출");
    }
}

class Program
{
    static void Main(string[] args)
    {
        Console.WriteLine("--메인함수 시작!");

        // using = 해당 블럭이 끝나면 A 인스턴스의 
        using (MyClass A = new MyClass())
        {
            Console.WriteLine("--using문 로직 동작");
        }
        Console.WriteLine("--메인함수 종료");
    }
}

• 결과 :
  • 
• 결과에서 확인할 수 있듯 생성자는 클래스의 인스턴스가 메모리 할당(생성)될 때 호출되었다. C# 언어의 특성상 소멸자를 명시적으로 호출할 수 없고, 설령 가능하다 한들 그것은 C# 언어에서 추구하는 방향과 다르다. 대신 추후에 포스팅 할 인터페이스중에서 IDisposable을 상속 받는 방법을 사용했다. using문의 블럭이 종료되었을 때, 인스턴스가 할당 해제되며 IDisposable 인터페이스의 Dispose() 함수를 호출한다.

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