Chapter 9-1. 기타문법 : Generic(일반화) + object, 박싱/언박싱, where

Date: 2020.11.23 Updated: 2020.11.23

카테고리: C Sharp

인프런에 있는 Rookiss님의 강의 Part1: C# 기초 프로그래밍 입문 를 듣고 정리한 필기입니다. 😀

👩🏼 Generic

클래스 정의시 여러가지 자료형에 대해 일반화.

class MyList
{
    int [] arr = new int[10];

    public int GetItem(int i)
    {
        return arr[i];
    }
}

class MyfloatList
{
    float [] arr = new float[10];

    public float GetItem(int i)
    {
        return arr[i];
    }
}

class MyMonsterList
{
    Monster [] arr = new Monster[10];

    public Monster GetItem(int i)
    {
        return arr[i];
    }
}

같은 내용의 클래스라도 여러가지 자료형의 경우로 나누어야 한다면 위와 같이 일일이 나열해야 한다. 일반화시킬 필요가 있다.

object와 박싱/언박싱

Obejct 👉 int, float 같은 모든 자료형 및 모든 클래스의 조상. (사용자 지정 클래스의 조상도 Object이다.)

/* 박싱 */
object obj = 3; 
object obj2 = "Hello World";

object 타입은 기본 자료형들을 비롯한 모든 클래스들의 조상이기 때문에 업 캐스팅 개념으로 int, string 같은 기본 자료형들을 object 하나로 참조할 수 있다. 이 과정을 박싱 이라고 한다.

/* 언박싱 */
int num = (int)obj;
string str = (string)obj2;

다시 원래 자료형으로 되돌릴 땐 다운 캐스팅 개념으로 형변환 해주면 된다. 이 과정을 언박싱 이라고 한다.

    class MyList 
    {  
        object [] arr = new object[10];
    }

그러면 자료형들을 일반화시킬 때 위와 같이 object를 사용하면 되지 않을까?

그래도 되긴 하지만, 박싱/언박싱 과정은 성능상 느리다. 따라서 비효율적이다. object는 언제나 데이터를 참조하는 방식으로 저장하기 때문이다. 즉 진짜 데이터는 힙 메모리에 저장되고 변수 obj엔 그 주소가 저장된다.

int n = 3;
object obj = 3;  // 박싱
int num = (int)obj; // 언박싱

int인 n의 데이터 3은 스택 메모리의 n영역에 직접 저장된다.
object인 obj가 참조하는 데이터인 3은 힙 메모리에 저장되며, 스택 메모리의 obj영역엔 이 힙 메모리의 주소가 저장된다.
- 박싱 👉 힙 메모리를 할당받는 과정이 필요하므로 성능면에서 깎임.
힙 메모리에 있는 obj가 참조중인 데이터 3을 복사해 가져와 스택 메모리의 num영역에 직접 저장한ㄷ.
- 언박싱 👉 힙 메모리에 있는 데이터를 빼내어 스택 영역으로 옮기는 과정이 필요하므로 이 역시 성능면에서 깎임.

결론 : object는 박싱 언박싱 과정 때문에 성능이 좋지 않으므로 Generic을 통해 일반화를 한다. Generic은 컴파일 타임에 결정되기 때문에 더 빠르다.

Generic 일반화

Generic 클래스

    class MyList <T> 
    {  
        T[] arr = new T[10];

        public T GetItem(int i)
        {
            return arr[i];
        }
    }

    class Program
    {
        static void Main(string[] args)
        {
            MyList<int> myIntList = new MyList<int>();
            MyList<Monster> myMonsterList = new MyList<Monster>();
        }
    }

자료형들을 일반화하여 T 자리에 여러 자료형 타입이 올 수 있게 된다!

인자 추가

class MyList <T, M>
{
    public T GetItem(M m)
    {
        return T[m];
    }
}

Dictionary<int, Monster> dic = new Dictionary<int, Monster>();

일반화 할 특정 인자가 더 필요하다면 <class MyList <T, M> 이런식으로 T말고 추가 문자를 더 써주면 된다. Dictionary 자료구조도 이렇게 Generic 인자를 2 개 사용하는 경우다.

where

C#에만 있는 문법으로 특수화를 할 때 사용한다. 구체화할 때 where T : type 👉 T를 type타입으로만 구체화하도록 제약을 둔다.

class MyList <T> where T : Monster
{

}

종류	설명
where T : struct	`T`는 Call by Value 형식어야 한다. `int`, `float`, `struct` 등등..
where T : class	`T`는 Call by Reference 형식어야 한다. 모든 클래스, 인터페이스, 대리자 또는 배열 형식에도 적용된다. 따라서 기본 자료형은 들어올 수 없다.
where T : new()	`T`는 매개 변수 없는 디폴트 생성자를 반드시 가지고 있어야 한다. `where T : Monster, new()`는 `Monster`타입의 클래스로만 구체화될 수 있으며 구체화될 땐 디폴트 생성자를 호출해야 한다.
where T : 특정 클래스 이름	`T`는 해당 클래스와 해당 클래스의 자식 클래스 타입의 객체여야만 한다. `where T : Monster`는 Monster와 Monster를 상속받는 Orc, Slime 등등의 클래스 타입의 객체로만 구체화될 수 있다.
where T : 인터페이스 이름	`T`는 명시한 인터페이스를 반드시 구현해야 한다. 인터페이스를 여러개 명시해줄 수도 있다.
where T : U	`T`는 또 다른 형식 매개 변수 `U`와 일치하거나 `U`로부터 상속 받은 클래스여야 한다.

참고

Generic 일반 함수

    class Program
    {
        static void Test<T>(T input)
        {
            Console.WriteLine(input);
        }

        static void Main(string[] args)
        {
            Test<int>(3);
            Test<float>(3);
        }
    }

이렇게 함수도 일반화할 수 있다. 함수 이름 오른쪽에 <T>만 붙여주고 일반화 할 자료형 자리를 T로 대체해주면 된다. 함수를 호출할 때도 함수 이름 오른쪽에 <T>만 붙여주면 된다. where로 제한도 할 수 있다.

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