.NET에서 구조체(struct)와 클래스(class)의 차이점

값 형식 vs 참조 형식:

• 구조체: 값 형식으로, 변수에는 값 자체가 저장됩니다. 즉, 구조체 변수를 복사하면 새로운 값의 복사본이 만들어집니다.
• 클래스: 참조 형식으로, 변수에는 객체의 메모리 위치를 참조하는 값이 저장됩니다. 즉, 클래스 변수를 복사하면 동일한 객체를 참조하는 두 개의 변수가 생성됩니다.

메모리 할당:

• 구조체: 스택에 할당됩니다. 스택은 메모리 공간을 빠르게 할당하고 해제하는 데 사용되지만, 메모리 누수 위험이 높습니다.
• 클래스: 힙에 할당됩니다. 힙은 메모리 관리를 자동으로 수행하기 때문에 메모리 누수 가능성이 낮지만, 구조체에 비해 할당 및 해제 속도가 느립니다.

상속:

• 구조체: 다른 구조체로부터만 상속받을 수 있습니다.
• 클래스: 다른 클래스 및 구조체로부터 상속받을 수 있습니다.

기본 생성자:

• 구조체: 기본 생성자가 자동으로 제공됩니다. 이 생성자는 모든 필드를 기본값으로 초기화합니다.
• 클래스: 기본 생성자를 명시적으로 정의해야 합니다.

인터페이스:

• 구조체: 인터페이스를 구현할 수 있습니다.

사용 시점:

• 구조체: 작고 단순한 데이터 덩어리를 저장할 때 사용됩니다. 예를 들어, 좌표값을 저장하는 Point 구조체와 같습니다.
• 클래스: 복잡한 데이터를 저장하고 다양한 기능을 제공하는 객체를 만들 때 사용됩니다. 예를 들어, 고객 정보를 저장하고 주문 처리 기능을 제공하는 Customer 클래스와 같습니다.

성능:

• 일반적으로 구조체는 클래스보다 성능이 우수합니다. 값 복사가 참조 복사보다 빠르기 때문입니다. 하지만, 이는 데이터 크기와 복잡성에 따라 다를 수 있습니다.

선택 가이드라인:

• 다음과 같은 경우 구조체를 사용하는 것이 좋습니다.
  • 작고 단순한 데이터 덩어리를 저장해야 할 때
  • 성능이 중요한 경우
  • 값 형식의 의미가 있는 데이터를 저장해야 할 때
• 다음과 같은 경우 클래스를 사용하는 것이 좋습니다.
  • 복잡한 데이터를 저장해야 할 때
  • 다양한 기능을 제공하는 객체를 만들 때
  • 다른 형식으로부터 상속해야 할 때
  • 인터페이스를 구현해야 할 때

결론

.NET에서 구조체와 클래스 사용 예제

구조체 예제:

struct Point
{
    public int X { get; set; }
    public int Y { get; set; }

    public Point(int x, int y)
    {
        X = x;
        Y = y;
    }

    public override string ToString()
    {
        return $"({X}, {Y})";
    }
}

class Program
{
    static void Main(string[] args)
    {
        Point p1 = new Point(10, 20);
        Point p2 = p1; // 값 복사

        Console.WriteLine(p1); // (10, 20) 출력
        Console.WriteLine(p2); // (10, 20) 출력

        p1.X = 30;

        Console.WriteLine(p1); // (30, 20) 출력
        Console.WriteLine(p2); // (10, 20) 출력
    }
}

설명:

• Point 구조체는 X와 Y라는 두 개의 필드를 가지고 있는 2D 좌표를 나타냅니다.
• Point 구조체에는 생성자와 ToString() 메서드가 정의되어 있습니다.
• Main 메서드에서 Point 구조체의 두 인스턴스 p1과 p2를 생성합니다.
• p2는 p1의 값을 복사하기 때문에 두 변수는 동일한 객체를 참조하지 않습니다.
• p1의 X 값을 변경하면 p2의 값은 변경되지 않습니다.

클래스 예제:

class Person
{
    private string name;
    private int age;

    public Person(string name, int age)
    {
        this.name = name;
        this.age = age;
    }

    public string Name { get { return name; } set { name = value; } }
    public int Age { get { return age; } set { age = value; } }

    public override string ToString()
    {
        return $"이름: {name}, 나이: {age}";
    }
}

class Program
{
    static void Main(string[] args)
    {
        Person p1 = new Person("홍길동", 30);
        Person p2 = p1; // 참조 복사

        Console.WriteLine(p1); // 이름: 홍길동, 나이: 30 출력
        Console.WriteLine(p2); // 이름: 홍길동, 나이: 30 출력

        p1.Age = 40;

        Console.WriteLine(p1); // 이름: 홍길동, 나이: 40 출력
        Console.WriteLine(p2); // 이름: 홍길동, 나이: 40 출력
    }
}

• Person 클래스는 name과 age라는 두 개의 필드를 가지고 있는 사람을 나타냅니다.
• p2는 p1을 참조하므로 두 변수는 동일한 객체를 참조합니다.

.NET에서 구조체 대신 클래스를 사용하는 경우 고려해야 할 사항

따라서 다음과 같은 경우 클래스를 사용하는 것이 더 적합할 수 있습니다.

• 값 형식이 아닌 의미를 가진 데이터를 저장해야 할 때: 예를 들어, 파일 경로나 URL을 저장하는 경우 값 형식보다는 참조 형식을 사용하는 것이 더 의미가 있습니다.
• 객체 식별이 중요한 경우: 객체 식별이 중요한 경우, 객체 참조를 사용하는 클래스를 사용하는 것이 좋습니다. 예를 들어, GUI 요소나 네트워크 연결을 나타내는 객체를 저장하는 경우가 여기에 속합니다.
• 상태 변경을 감지해야 할 때: 객체의 상태 변경을 감지해야 하는 경우 클래스를 사용하는 것이 좋습니다. 이벤트를 사용하여 객체 상태 변경을 구독할 수 있습니다.
• 상속이 필요한 경우: 다른 클래스로부터 상속해야 하는 경우 클래스를 사용해야 합니다. 구조체는 다른 구조체로만 상속받을 수 있습니다.
• 인터페이스를 구현해야 할 때: 인터페이스를 구현해야 하는 경우 클래스를 사용해야 합니다. 구조체도 인터페이스를 구현할 수 있지만, 일반적으로 클래스를 사용하는 것이 더 좋습니다.

성능

구조체는 일반적으로 클래스보다 성능이 우수합니다. 하지만, 이는 데이터 크기와 복잡성에 따라 다를 수 있습니다. 실제 성능 측정을 통해 어떤 형식이 더 적합한지 판단해야 합니다.

메모리 사용

구조체는 스택에, 클래스는 힙에 할당됩니다. 스택은 메모리 공간을 빠르게 할당하고 해제하는 데 사용되지만, 메모리 누수 위험이 높습니다. 힙은 메모리 관리를 자동으로 수행하기 때문에 메모리 누수 가능성이 낮지만, 구조체에 비해 할당 및 해제 속도가 느립니다.

일반적인 프로그래밍 관행

.NET 프로그래밍에서는 일반적으로 다음과 같은 경우 구조체를 사용합니다.

일반적으로 다음과 같은 경우 클래스를 사용합니다.

• 객체 식별이 중요한 경우
• 상태 변경을 감지해야 할 때

결론