Beginning C# 10 Programming, Advanced

22 분 소요

Generic (C# 2.0, 7.1, 7.3)

C# 1.0 부터 있던 ArrayList 는 object 형식으로 값을 받아 무조건 Boxing 이 일어난다. 그래서 C# 2.0 에는 Generic 이 적용된 List<T> 를 지원하여 Value Type 에서 GC 부하를 줄인다.

List 처럼 Generic 버전에서 미름이 바뀐 다른 Container 로는 HashTable => Dictionary<TKey, TValue>, SortedList => SortedDictionary<TKey, TValue 가 있다. Stack, Queue 는 동일하다.
IEnumerable 같은 인터페이스도 Generic 버전이 제공된다.
이전 버전은 호환을 위해 남아있는 것으로 기본적으로 Generic 쪽을 쓰는 것이 좋다.

where Type : U [, ...] clause 를 추기해서 Type 을 제한할 수 있다.

U 에는 기본적으로 자료형을 넣어서 그 자료형이거나 그것으로부터 상속받음을 확인한다.
또한 값 형식으로 제한하는 class 와 struct그리고 기본 생성자가 포함됨을 지정하는 new() 를 사용할 수도 있다.
여러 Type 에 대해서 제한할 때는 쉼표없이 이어쓰면 된다.

where T : unmanaged 가 C# 7.3 에 추가되었는데, T 에 대해서 struct 제약에 추가로 field 로 value type 만 가질 것을 요구한다. 이때의 unmanaged 는 GC 에 의한 참조가 아니라는 의미로 SO 참고.

그러면 클래스나 구조체의 메소드의 unsafe context 에서 T 에 대한 포인터 연산이 가능해진다.
Generic Struct 는 형식 매개변수에 뭐가 올지 몰라 그동안 unsafe context 에서 포인터 연산이 불가능했다. 그런데 C# 8.0 부터 struct 이면서 형식 매개변수가 managed 로 한정되고 다른 참조형식의 field 가 없으면 가능하도록 바뀌었다.

default(Type) 으로 Generic 함수 등에서 타입에 맞는 기본생성자를 호출할 수 있다. 이때 T 는 타입 변수가 아니라 타입 그 자체 임에 주의하자. 그리고 C# 7.1 부터 타입을 자동으로 추론해서 생략해도 된다.

yield (C# 2.0)

static public class EnumerableGen
{
    int a = 0;
    public IEnumerable<int> Create()
    {
        while (true)
       {
            if (a > 100) yield break;
            yield return a++;
        }
    }
}

IEnumerable<T> Type 을 Return 하는 Method 에서 사용할 수 있는 예약어이다. 정확히는 yield return 과 yield break 를 사용할 수 있다.

내부적으로는 해당 Method 의 내용이 의미하는 대로 동작하는 IEnumerable<T> 과 IEnumerator<T> 를 생성한다. 그리고 해당 Method 는 생성한 IEnumerable<T> 를 리턴한다. 위 코드는 대략 다음과 같이 변경된다.

static public class EnumerableGen
{
    public class MyEnumerable : IEnumerable<int>
    {
        public IEnumerator<int> GetEnumerator() 
        {
            return new IEnumerator();
       }

        ...
    }

    public class MyEnumerator : IEnumerator<int>
    {
        int _a;
        public bool MoveNext()
        {
            _a++;
            return a > 100;
        }

        ...
    }

    public IEnumerable<int> Create() { return new MyEnumerator(); }
}

이는 Linq 등에서 IEnumerable<T> 또는 IOrderedEnumerable<T> 를 리턴하는 Method 에서 사용되는 Lazy Evaluation 의 원리가 된다.

Nullable (C# 2.0, 7.0, 8.0)

C# 2.0 에서 생긴 System.Nullable<T> 를 사용하면 HasValue() 와 Value 라는 Method 를 통해 Value Type 도 Null Check 를 가능하다. 약식으로 ? 를 Type 앞에 붙인다.

C# 7.0 에서 Null 조건 연산자가 추가되어 a?.Do() 같은걸 사용할 수 있게 된다. 리턴 값이 있는 경우a ? a.Do() : null 과 비슷하다.

C# 8.0 에서 기존의 a = a ?? "1"; 을 a ??= "1" 로 간단히 쓸 수 있게 되었다.

C# 8.0 에서 nullable aware context 가 도입이 되어 reference type 에 ? 를 붙여 Nullable 인지 체크하게 만들었다. Nullable 이 아닌데 null 로 초기화하거나, Nullable 인데 Null Check 를 안하면 경고를 던진다.

멤버에 접근할 때 null-forgiving operator 인 !. 를 사용하여 널체크를 생략할 수 있다.
[NotNullWhen(false)] 같은 Attribute 를 파라미터에 넣으면 다른 함수를 통해 널체크를 하는걸 컴파일러가 인지할 수 있다. 말고도 관련 Attribute 가 많다.

이러한 nullable aware context 는 크게 Annotation Context 와 Warning Context 로 나뉘고 각각 설정할 수 있다. 설정하는 방법은 두가지가 있는데, 프로젝트 수준의 설정은 프로젝트 파일의 <Nullable>enable</Nullable> 에서 설정할 수 있고, #nullable [Option] 으로 코드단위로 조절할 수 있다.

Out / Ref / In

class AAA
{
    int value = 0;

    // ref return function
    ref int REF()
    {
        // local variable ref
        ref int a = ref value;

        // ternary operator ref + local realloc
        a = ref(a > 1) ? ref a : ref a;

        a = 15;
        return ref a;
    }
    public void Do()
    {
        ref int b = ref REF();
        b++;
        Console.WriteLine(value);
    }
}

C# 7.0 부터 int.TryParse("5", out var res); 처럼 선언과 동시에 값을 받을 수 있게 되었다. 컴파일러가 예전 코드처럼 변수를 자동으로 생성해주기 때문에 가능한 것이다.

C# 7.0 부터 ref 를 지역변수와 반환값에 적용할 수 있게 되었다. C# 7.2 부터는 삼항 연산자에도 가능하게 되었다. C# 7.3 부터는 지역변수에 재할당이 가능해졌다.

C# 7.2 부터 in 키워드가 지원되었다. 또한 반환값에 ref readonly 가 가능해졌다.

Function

Extension Method (C# 3.0, 6.0, 9.0)

상수 클래스의 메소드를 만들어서 첫번째 파라미터를 해당 타입 + this 예약어를 사용시켜, 상속 없이 클래스를 확장할 수 있게 한다. 컴파일 타임에 인자를 직접 넣어주는 방식으로 구현되므로 public 이 아닌 필드나 메소드를 사용할 수 없는 한계를 갖는다.

C# 6.0 부터는 IEnumerable<T> 를 상속하고 Extension Method 로 static void Add(this CONTAINER c, T v); 를 구현하면 Collection Initializer 를 적용할 수 있게 되었다.

C# 9.0 부터는 static void IEnumerator<T> GetEnumerator(this T s); 로 Extension Method 를 구현하면 IEnumerable<T> 를 상속하지 않아도 foreach 구문을 사용할 수 있게 된다.

Anonymous (C# 2.0, 3.0)

// C# 2.0, Method Name is anonymous
var anom_func = delegate(int a) { Console.WriteLine(a); };

// C# 3.0, Type name is anonymous
var anom_type = new { Count = 1, Name = "asfd" };

익멩 메소드는 컴파일 때 해당 클래스에 중복되지 않는 이름으로 Method 가 생긴다. 더 간단한 Lamda 를 많이 쓴다.

익명 타입은 컴파일 때 중복되지 이름으로 Type 이 생긴다. 이는 Value Tuple 에 의해 보통 대체된다.

Lambda (C# 3.0)

Code 에서의 Lamda Method 은 Anonymous Method 의 간편화된 버전으로 내부적으로 동일하게 컴파일된다. 이때 Statement 와 Expression 이라는 두가지 버전을 갖는다.

전자는 중괄호를 포함한 () => {} 이런 문법을 가진다.
Lamda Expression 이라고도 불리는 후자는 (a, b) => a + b 식으로 구현부가 Expression 인 경우 중괄호 없이 표현한다.

이때 Method 가 할당될 Delegate Type 을 직접 정의해야하는 번거로움이 있다. 그래서 MS 는 최대 16 개의 인자 버전이 있는 Action<> 과 Func<> 를 만들어 기본적으로 이 타입이 되도록 했다.

Data 로서의 Lamda Expression 은 System.Linq.Expressions.Expression 타입의 인스턴스를 말한다. 런타임에서 코드를 생성해서 호출할 때 사용된다.

C# 10.0 에는 RT () => {} 꼴리 리턴타입을 지정할 수 있어 var 을 이용한 타입 추론을 용의하게 해준다.

Local Function (C# 7.0)

C# 7.0 에서의 TopLevel Statement 에서 함수를 정의해서 쓰거나, Pin/Invoke 를 쓰기 위해서 많이 사용된다.

Misc

Dynamic (c# 4.0)

Strong Type 기반의 Static Language 와는 달리 Ruby, Python 같은 Dynamic Language 는 Duck Typing 으로 작동한다. dynamic 은 이러한 언어들과의 Type 연동을 위해 만들어진 예약어이다.

내부적으론 System.Runtime.CompilerServices.CallSite<> 등으로 바뀌며 Reflection 을 기반으로 작동한다.

대부분의 경우 사용할 것이 지향되지만, string.IndexOf() 와 List.IndexOf() 를 일일히 타입 구분하지 않고 사용하기에 좋을 수도 있다.

Literial (C# 7.0)

C# 7.0 에서 콤마 대신 int a = 0xFFFF_FFFF; 처럼 밑줄을 추가할 수 있게 되었다.

Constant Interpolcated String (C# 10.0)

String 은 Immutable Object 이므로 문자열을 바꾸거나 합치는 연산은 비교적 계산량이 많다. 대신 String.Format 을 이용하면 StringBuilder 처럼 하나의 메모리 영역만 힙에 생성하므로 더 빠르다.

$ 접두사는 이를 축약한 것이고 형식 문자열도 지원해서 다음과 같이 할 수도 있다.

// {값, [, 정렬][:형식문자열]}
$"이름: {Name,10}, 나이: {Age, 5:X}";

이를 String Interpolation 이라고 한다.

C# 10.0 에선 보간식에 사용된 문자가 상수인 경우 String.Format 을 사용하지 않고 컴파일 시간에 상수 문자열로 치환한다. 그래서 상수 문자열이 필요한 곳에서도 문자열 보간을 사용할 수 있게 되었다.

Mona04