C# 기초 정리 2 - 메서드와 구조체

woollim·2024년 9월 22일

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C#

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1. Method

○ 메서드란?

일련의 코드 블록으로, 특정한 작업을 수행하기 위해 사용되는 독립적인 기능 단위
코드의 재사용성과 모듈화를 위해 사용되며, 필요할 때 호출하여 실행

○ 메서드의 역할과 중요성

1) 코드의 재사용성
: 메서드를 사용하면 동일한 작업을 반복해서 구현하지 않아도 됨. 필요할 때 메서드를 호출하여 작업 수행 가능

2) 모듈화
: 메서드를 사용하여 코드를 작은 단위로 분리하고 관리. 각 메서드는 특정한 기능을 수행하므로 코드의 구조가 더욱 명확해짐

3) 가독성과 유지보수성
: 메서드를 사용하면 코드가 간결해지고 가독성이 향상 됨. 또한, 코드 수정이 필요한 경우 해당 메서드만 수정하면 되므로 유지보수가 용이

4) 코드의 중복 제거
: 반복적인 작업을 메서드로 묶어서 사용하면 코드 중복을 방지

5) 코드의 추상화
: 메서드를 통해 작업 단위를 추상화하고, 메서드 이름을 통해 해당 작업이 어떤 역할을 하는지 파악 가능

○ 메서드 기본형태

반환 값이 있는 메서드
접근제한자 반환형 메서드이름(매개변수) { 메서드 코드 }

public int Sum(int a, int b)
{
    return a + b;
}

반환 값이 없는 메서드
접근제한자 void 메서드이름(매개변수) { 메서드 코드 }

public void PrintHello()
{
    Console.WriteLine("Hello");
} // 반환 값이 없을 때는 void

1) 접근제한자(Access Modifier) : 메서드에 접근할 수 있는 범위를 지정함. public, private, protected 등

2) 리턴 타입(Return Type)
: 메서드가 반환하는 값의 데이터 타입 지정. 반환 값이 없을 경우 void를 사용

3) 메서드 이름(Method Name)
: 메서드를 호출하기 위해 사용하는 이름

4) 매개변수(parameters)
: 메서드에 전달되는 입력 값. 필요한 경우 0개 이상의 매게 변수를 정의할 수 있음

5) 메서드 실행에 코드(Method Body)
: 중괄호 { } 안에 메서드가 수행할 작업을 구현

○ 메서드 오버로딩

메서드 오버로딩은 동일한 이름의 메서드를 다양한 매개변수 목록으로 다중 정의하는 개념
매개변수의 개수, 타입, 순서가 다른 여러 메서드를 동일한 이름으로 정의하여 메서드 호출시 매개 변수의 형태에 따라 적절한 메서드가 선택되도록 함
매개변수만 중요. 반환값만 다른건 아무의미 없음

namespace Study_C_
{
    internal class Program
    {
        static int AddNumbers(int a, int b)
        {
            return (a + b);
        }
        
        static float AddNumbers(float a, float b)
        {
            return (a + b);
        }

        static int AddNumbers(int a, int b, int c)
        {
            return a + b + c;
        }
        
        static void Main(string[] args)
        {
            // 오버로딩 실습
            int sum1 = AddNumbers(10, 20);
            float sum2 = AddNumbers(10.5f, 21.5f);
            int sum3 = AddNumbers(10, 20, 30);        
        
        }
    }
}

2. 구조체

○ 구조체란?

여러 개의 데이터를 묶어서 하나의 사용자 정의 형식으로 만들기 위한 방법
구조체는 값 형식(Value Type)으로 분류되며, 데이터를 저장하고 필요한 기능을 제공함
구조체는 struct 키워드를 사용하여 선언
구조체의 멤버는 변수와 메서드로 구성

struct Person
{
    public string Name;
    public int Age;
    
    public void PrintInfo()
    {
        Console.WriteLine("Name : {0}, Age : {1}", Name, Age);
    }
}

○ 구조체 사용

구조체는 변수를 선언하여 사용할 수 있음
구조체의 멤버에는 접근할 때 ' . ' 연산자를 사용
구조체의 멤버 기본 접근지정자는 private
구조체를 사용할 때 new 키워드를 사용하여 인스턴스를 초기화
구조체는 값 타입(value type), 클래스와 힙(heap)에 할당되지 않고 스택(stack)에 할당 됨

Person person1 = new Person();
person1.Name = "John";
person1.Age = 25;
person1.PrintInfo();    // Name : John, Age : 25

○ 구조체의 new

C#에서 구조체는 값 타입이기 때문에, new 키워드를 사용하지 않더라도 인스턴스를 생성할 수 있음.

struct MyStruct
{
    public int Value;
}

// new 없이 생성
MyStruct struct1;
struct1.Value = 5; // 필드를 사용하기 전에 초기화해야 함

// 기본값으로 생성
MyStruct struct2 = new MyStruct(); // struct2.Value는 0

new를 사용하지 않으면 구조체의 필드를 사용하기 전에 반드시 값을 설정해야 하며, 그렇지 않으면 컴파일 오류가 발생할 수 있음
new를 사용하면 모든 필드가 기본값으로 초기화된 인스턴스가 생성됨. 를 들어, 숫자 타입은 0, 불리언은 false, 참조형은 null로 초기화

3. 메서드와 구조체의 차이

○ 메서드

기능 : 어떤 작업을 수행하는 코드 블록
역할 : 특정 동작(연산, 처리 등)을 수행하고, 필요하면 값을 반환
선언 : 클래스나 구조체 내에서 선언되며, 호출하여 실행

void PrintMessage()
{
    Console.WriteLine("Hello, World!");
}

○ 구조체

기능 : 데이터(필드, 속성)를 담는 틀
역할 : 여러 데이터(변수)나 관련 정보를 하나의 단위로 묶어 관리
선언 : 값 타입으로, 클래스와 유사하게 필드, 속성, 메서드 등을 가질 수 있음

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

○ 차이점 요약

메서드는 작업을 수행하고, 구조체는 데이터를 저장함
메서드는 동작(기능)에 집중하고, 구조체는 여러 데이터를 하나로 묶는 용도로 사용됨

4. C++와 C#의 메서드, 구조체 차이

○ 메서드

C++ 메서드
- 가상 함수 : C++에서는 가상 함수를 통해 다형성(polymorphism)을 구현할 수 있음. 함수 오버라이딩을 통해 부모 클래스의 메서드를 자식 클래스에서 재정의할 수 있음
- 구조체 내 메서드 : 구조체도 클래스처럼 메서드를 가질 수 있음. 구조체와 클래스의 주요 차이는 기본 접근 지정자뿐이므로 구조체 내 메서드는 클래스와 거의 동일하게 작동함. 구조체는 public, 클래스는 private
- 디폴트 인자 : C++에서는 메서드에 디폴트 인자를 제공할 수 있어, 메서드를 호출할 때 일부 인자를 생략할 수 있음
- 오버로딩 : C++에서는 같은 이름의 메서드를 여러 개 정의할 수 있습니다(오버로딩)

class MyClass
{
public:
    virtual void Display() // 가상함수 처리할 부모의 함수
    {
        std::cout << "Base Class" << std::endl;
    }
};

class Derived : public MyClass
{
public:
    void Display() override // 오버라이딩할 자식의 함수
    {
        std::cout << "Derived Class" << std::endl;
    }
};

C# 메서드
- 가상 메서드 : C#에서도 virtual 키워드를 사용해 가상 메서드를 정의하고, override 키워드로 자식 클래스에서 재정의할 수 있음
- 구조체 내 메서드 : C# 구조체도 메서드를 가질 수 있지만, 상속 및 가상 메서드를 활용할 수 없음
- 디폴트 인자 : C#도 C++처럼 메서드에 디폴트 인자를 제공할 수 있지만, 일부 제한이 있음
- 오버로딩 : C#에서도 메서드 오버로딩이 가능
차이 요약
- 두 언어 모두 가상 함수, 오버로딩을 지원하지만, C++이 더 유연한 메모리 관리와 디폴트 인자 등을 제공
- C#에서는 메서드 오버라이딩 시 반드시 override 키워드를 명시해야 함

○ 구조체

C++ 구조체
- 기본 접근 지정자 : 구조체의 기본 접근 지정자가 public
- 상속 : C++에서는 구조체도 상속이 가능. 다만, 기본 접근 지정자가 public일 뿐 클래스와 구조적으로는 차이가 거의 없음
- 메모리 할당 : 구조체는 스택이나 힙에 모두 할당 가능. 동적으로 할당할 경우 new 키워드를 사용할 수 있음
- 기본 값 타입 : 구조체는 값 타입이 아닌 참조 타입(reference type)처럼 동작할 수 있음
- 메서드 포함 : C++ 구조체는 멤버 함수(메서드)를 포함할 수 있으며,
  가상 함수도 정의 가능

struct MyStruct
{
    int x;
    void Display()
    {
        std::cout << x << std::endl;
    }
};

C# 구조체
- 기본 접근 지정자 : C#에서는 구조체의 기본 접근 지정자가 private
- 상속 : C#의 구조체는 상속이 불가능. 구조체는 클래스로부터 상속받을 수 없고, 상속할 수도 없음
- 메모리 할당 : C# 구조체는 기본적으로 스택에 할당되며, new 키워드를 사용할 경우도 스택에 할당 됨. 힙에 할당되는 경우는 박싱(Boxing)이 일어남 박싱 설명 링크
- 값 타입 : C# 구조체는 값 타입. 이는 할당 시 복사가 이루어지며 참조가 아닌 값 자체가 전달 됨
- 메서드 포함 : C# 구조체도 메서드를 포함할 수 있지만, C++처럼 가상 함수나 상속을 활용할 수 없음

struct MyStruct
{
    public int x;
    public void Display()
    {
        Console.WriteLine(x);
    }
}

차이 요약
- C++에서는 구조체의 기본 접근 지정자가 public, C#에서는 private
- C++ 구조체는 클래스처럼 상속과 가상 함수 등을 사용할 수 있지만, C#에서는 불가능
- C++ 구조체는 참조 타입처럼 사용할 수 있고, C# 구조체는 값 타입

5. C++와 C# 차이 심화 정리

C# 메서드 디폴트 인자 제한점

메서드 시그니처 충돌
- 메서드 오버로딩을 사용할 때, 디폴트 인자와의 충돌을 주의해야 함. 만약 디폴트 인자를 설정한 메서드가 있고, 동일한 시그니처로 오버로딩된 메서드가 있으면 컴파일 오류가 발생할 수 있음
- C++에서는 이러한 경우 디폴트 인자를 사용하는 메서드와 별도로 오버로딩된 메서드를 만들 수 있지만, C#에서는 허용되지 않음

public class MyClass
{
    public void Greet(string name = "Guest")
    {
        Console.WriteLine($"Hello {name}");
    }

    // 오류 발생: 디폴트 인자가 있는 메서드와 동일한 시그니처로 인해 충돌
    // public void Greet()
    // {
    //     Console.WriteLine("Hello Guest");
    // }
}

디폴트 인자는 컴파일 타임에 결정
- C#에서 디폴트 인자의 값은 컴파일 타임에 결정 됨. 즉, 기본값이 참조형 변수거나 외부의 동적 값일 경우, 이 값이 변해도 디폴트 인자는 변하지 않음
- 디폴트 값은 컴파일 시 결정되므로, 런타임에 변경할 수 없음. 예를 들어, 변수를 이용해 동적으로 디폴트 인자를 변경하는 것은 불가능

public class MyClass
{
    const int DefaultAge = 25;  // 상수로 선언된 기본값

    public void Greet(int age = DefaultAge)
    {
        Console.WriteLine($"Age: {age}");
    }
}

선택적 인자를 읽는 순은 왼쪽에서 오른쪽으로만
- 디폴트 인자를 제공하는 경우, 인자를 생략할 때는 오른쪽부터 왼쪽 순서대로 생략할 수 있음. 즉, 중간에 있는 인자를 생략하고 마지막 인자를 제공하는 것은 불가능

public void Greet(string name = "Guest", int age = 25)
{
    Console.WriteLine($"Hello {name}, age {age}.");
}

// 호출
Greet(age: 30);  // 오류: 중간 인자를 생략하고 마지막 인자를 지정하는 것은 불가능

2. C++에서 구조체 상속과 가상 함수 사용하기

#include <iostream>
using namespace std;

// Base 구조체
struct Animal 
{
    string name;

    // 가상 함수: 파생 구조체에서 재정의 가능
    virtual void Speak() 
    {
        cout << name << " is making a sound." << endl;
    }

    // 가상 소멸자: 동적 할당된 객체를 안전하게 소멸시키기 위해 필요
    virtual ~Animal() {}
};

// Derived 구조체 (Animal을 상속)
struct Dog : public Animal 
{
    Dog(const string& dogName) 
    {
        name = dogName;
    }

    // 가상 함수 재정의 (override)
    void Speak() override 
    {
        cout << name << " says Woof!" << endl;
    }
};

// 또 다른 파생 구조체 (Animal을 상속)
struct Cat : public Animal 
{
    Cat(const string& catName) 
    {
        name = catName;
    }

    // 가상 함수 재정의 (override)
    void Speak() override 
    {
        cout << name << " says Meow!" << endl;
    }
};

int main() 
{
    // Animal 포인터를 사용하여 Dog 및 Cat 객체를 가리킴
    Animal* myDog = new Dog("Buddy");
    Animal* myCat = new Cat("Whiskers");

    // 가상 함수를 통해 다형성 구현
    myDog->Speak();  // Buddy says Woof!
    myCat->Speak();  // Whiskers says Meow!

    // 메모리 해제
    delete myDog;
    delete myCat;

    return 0;
}

1) 상속

Animal 구조체는 Dog와 Cat 구조체의 기반(Base) 구조체. 두 구조체는 Animal로부터 상속받음
상속 시, 구조체의 기본 접근 지정자가 public이므로 명시적으로 public 상속을 지정함

2) 가상 함수

Animal 구조체의 Speak() 메서드는 가상 함수(virtual function)로 선언 됨. 이로 인해 파생된 구조체(Dog, Cat)에서 Speak()를 재정의할 수 있음
Dog와 Cat 구조체는 각자 Speak() 메서드를 재정의(override)하여 각각 다른 동작 함

3) 다형성(Polymorphism)

Animal* 타입의 포인터로 Dog와 Cat 객체를 가리킬 수 있음. 이때 가상 함수 덕분에 올바른 Speak() 함수가 호출 됨
myDog->Speak()는 Dog의 Speak()가 호출되고, myCat->Speak()는 Cat의 Speak()가 호출 됨

4) 가상 소멸자

Animal 구조체의 소멸자도 가상 소멸자로 선언 됨. 이는 delete로 객체를 해제할 때, 올바른 파생 구조체의 소멸자가 호출되도록 보장 함

5) 실행 결과

Buddy says Woof!
Whiskers says Meow!

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C#

1. Method

○ 메서드란?

○ 메서드의 역할과 중요성

○ 메서드 기본형태

○ 메서드 오버로딩

2. 구조체

○ 구조체란?

○ 구조체 사용

○ 구조체의 new

3. 메서드와 구조체의 차이

○ 메서드

○ 구조체

○ 차이점 요약

4. C++와 C#의 메서드, 구조체 차이

○ 메서드

○ 구조체

5. C++와 C# 차이 심화 정리

C# 기초 정리 1 - C# 기본

C# 기초 정리 3 - 클래스와 객체

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