Class, Struct

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Class

Overriding

virtual / override 키워드를 사용하거나 new 키워드를 사용할 수 있다. 후자는 다형성이 적용되지 않는다. abstract method 의 경우 virtual 의 특수한 경우에 해당된다.

다른 연산자와 달리 [] 인 경우는 ReturnType this[InputType value] { get{} set{} } 형식인 Indexer 를 구현해야한다.

Static Intializer

c++ 과 다르게 Static Member 를 초기화할 수 있는 함수를 만들 수 있다. 클래스의 멤버에 접근하는 시점에 단 한번만 실행된다.

여기서 오류가 발생하면 해당 클래스 자체를 사용할 수 없으며 에러를 잡기도 까다로우므로 주의해야한다.

Instance Intialize (C# 3.0)

객체를 생성할 때 new AAA() { Value = 12 }; 처럼 생성자를 사용하지 않고 public field 를 초기화 할 수 있다.

Struct

Interface 만 상속받을 수 있다.

Local Init

.Net 은 메모리를 할당할 때 기본적으로 0 초기화를 수행한다.

여기서 명시적으로 초기화가 되지 않으면 컴파일러 오류가 뜨므로 new 등을 통해 0 으로 초기화를 하면 낭비다. 이를 위해 C# 9.0 에서 Local Init 을 막을 수 있는 방법으로 unsafe context 에서 SkipLocalsInitAttribute 를 제공한다. 큰 배열 등의 경우에서 약간의 성능향상을 꾀할 수 있다.

생성자

매개변수가 없는 생성자는 정의할 수는 없지만 호출할 수 있다. 이때의 모든 Field 가 0 으로 초기화된다. 매개변수가 있는 생성자는 모든 Field 를 초기화해야 컴파일 에러가 나지 않고, class 와 달리 기본생성자를 죽이지 않는다.

이러한 기본 생성자의 성질 때문에 Field 초기화가 불가능했다. 왜냐하면 Field 초기화는 생성자의 시작부분에 코드가 들어가는 것과 같기 때문이다.

그러다 C# 10.0 에서는 기본생성자를 만들 수 있게 변경되었고, Field 초기화는 생성자를 정의했을 경우 허용된다. 왜냐하면 사용자가 정의한 생성자의 앞부분에 들어가게 되기 때문이다. 만약 기본생성자를 정의하지 않은 경우 Field 초기화는 일어나지 않는다.

헷갈리므로 Field 초기화는 record struct 경우 외에는 자제할 것이 권장된다.

readonly struct (C# 7.2)

Mutable Object 는 생성자 이외에서 멤버가 바뀌지 않는 객체를 의미하며 보통 readonly 가 붙은 field 를 사용한다. System.String 이 대표적인 예이다.

그런데 value type 이 readonly 로 되어 있더라도 그것의 method 를 호출하면 내부 값을 바꿀 수 있다. 그런데 C# 은 defensive copy 를 value type 에 대해 적용하여 실제는 다음과 같이 처리된다.

MyValueType tmp = v;
tmp.MyMethod();

즉 변화가 적용이 되지 않으며 이런 경우를 인지하기도 쉽지 않다.

그래서 .Net 은 적어도 내부 값이 바뀌는지 않는다는걸 확신할 수 있는 방법을 만들었다. C# 7.2 에서 구조체 자체를 readonly 로 정의해 defensive copy 를 만들지 않는 문법이 생겼다. C# 8.0 에서 Method 를 readonly 로 만들 수 있게 되면서 더 넓은 선택지가 생겼다.

Ref Struct (C# 7.2)

ref struct 는 보통의 프로그래밍에선 쓸 일이 없고 Span<T> 을 위해서 나왔다고도 볼 수 있는 타입이다. Managed Heap 에서 관리되면 안되고 Stack 에서만 할당될 수 있는 특징을 가진다.

ref struct 는 인터페이스도 상속할 수 없다. 대신 C# 8.0 부터는 Dispose() 함수를 구현하면 using context 는 사용할 수 있다.

Interface

class Notebook : Computer, IMonitor
{
    void IMonitor.TurnOn() {}
}

인터페이스의 함수는 class 의 virtual 이 아니므로 자식에게 virtual 로 인터페이스의 함수를 구현할지 여부가 달려있다.

또한 위처럼 해당 interface 로 형 변환 해야지만 사용가능하도록 할 수 있다.

C# 8.0 부터는 interface 도 Method 구현부를 가질 수 있게 된다. 이때 다이아몬드 상속을 막기위해서 명시적 형변환을 해야지 interface 의 구현부를 호출할 수 있게 된다.

interface 와 abstract 의 차이는 field 생성이 불가능하고 다중상속이 가능하다는 정도가 남게된다.

Property

C# 3.0 에 Auto-Implemented Properties 로 간단하게 int a {get; set; } 이 가능해졌다.

C# 6.0 에선 Initialize for Auto-Properties 가 생겼다. 이때 int a {get;} = 10; 같은 경우 readonly 로 필드가 자동생성 된다.

C# 6.0 에선 Method 나 Readonly Property 를 정의 시 => Expression 꼴로 간략히 할 수 있게 되었다.

C# 7.0 에선 Property 의 get, set 각각 적용 가능해지고, 생성자, event 등에도 가능해졌다.

C# 9.0 에선 int a {get; init;} 을 하면 초기화 때 외부에서 값 설정을 할 수 있으면서 readonly 로 만들 수 있게 된다.

또한 불변타입일 때 특정 값만 값을 바꾼다면 메소드로 새로운 값을 만들어야 했다. C# 10.0 에선 Point pt2 = pt with {X = pt.X + 2 }; 처럼 간략히 쓸 수 있다.

Record (C# 9.0, 10.0)

// GetHashCode(), Equal(), operator ==, 등이 자동으로 생성 
record AAA
{
    public int a;
    public int b;
}

// readonly 에 생성자를 함께 정의
record BBB(int a, int b);

Value Object Pattern 을 위해 class 를 쓰는 경우가 많다. 이때 Equals() 등에 대해서 재정의를 해야하는데 이게 노가다작업이라 C# 9.0 에서는 class 대신 record 를 이용하면 기본 코드를 자동으로 생성해준다.

C# 10.0 에선 record struct 도 가능하게 되었다. 그래서 record 는 record class 의 약식이 되었다. 또한 struct 에서 기본생성자와 필드초기화가 지원되게 되었다.

참고자료

시작하세요 C# 10 프로그래밍

닷넷의 관리 포인터와 System.TypeReference

SO. why-virtual-is-allowed-while-implementing-the-interface-methods

Mona04