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C# 7.3에서 enum을 boxing 없이 int로 변환하기 - 세 번째 이야기

예전에 쓴 글에 이어서,

C#에서 enum을 boxing 없이 int로 변환하기
; https://www.sysnet.pe.kr/2/0/11270

C#에서 enum을 boxing 없이 int로 변환하기 - 두 번째 이야기
; https://www.sysnet.pe.kr/2/0/11506

이번에는 C# 7.3부터 새롭게 추가된 문법을 이용하여 저 코드를 개선해 보겠습니다.

우선 첫 번째 글을 정리해 보면, enum 타입을 명시적인 형변환 외에는,

enum States
{
    Wait,
    Run,
}

int n1 = (int)States.Run;
int n2 = (int)States.Wait;

박싱 없이 사용할 수 없다는 것입니다. 그래서 두 번째 글에서와 같이 System.TypedReference와 __makeref 예약어를 사용해 해결해 보았지만, 아쉽게도 __makeref는 다중 런타임에서의 호환성이 부족한 문제가 있습니다.

(Unity가 사용하는) 모노 런타임의 __makeref 오류
; https://www.sysnet.pe.kr/2/0/11564

그런데, 마침 C# 7.3에서 적절한 문법이 하나 나왔습니다. ^^

C# 7.3 - unmanaged(blittable) 제네릭 제약
; https://www.sysnet.pe.kr/2/0/11558

이것을 이용하면 순수 C#의 공식 문법만 사용해 저 문제를 해결할 수 있습니다. 바로 이렇게!

class WrapperObject<TEnum, TValue> where TEnum : unmanaged
{
    TValue[] data;

    public WrapperObject(int count)
    {
        data = new TValue[count];
    }

    public TValue this[TEnum key]
    {
        get { return data[ConvertToIndex(key)]; }
        set { data[ConvertToIndex(key)] = value; }
    }

    public unsafe int ConvertToIndex(TEnum key)
    {
        TEnum *idx = &key;
        int* intPtr = (int*)idx;
        return *intPtr;
    }

    /*
    unsafe int ConvertToIndex(TEnum key)
    {
        System.TypedReference reference = __makeref(key);
        System.TypedReference* pRef = &reference;

        int* valuePtr = (int*)*((IntPtr*)&reference);
        return *valuePtr;
    }
    */
}

TEnum 타입에 unmanaged 제약을 걸었으니, 이를 포인터로 자연스럽게 받아올 수 있고 그 포인터로부터 값을 참조해 반환하면 박싱 연산이 전혀 발생하지 않습니다.

WrapperObject<States, IState> states = new WrapperObject<States, IState>(2);

Console.WriteLine("Run == " + states.ConvertToIndex(States.Run)); // 출력: 0
Console.WriteLine("Wait == " + states.ConvertToIndex(States.Wait)); // 출력: 1




__makeref를 사용할 때와 달리 unmanaged 제약을 사용하면 enum 타입이 byte, short, long 기반이어도 그에 대응해 포인터 연산을 할 수 있어 안전한 참조를 할 수 있습니다. 왜냐하면, unmanaged 제약의 경우 sizeof 연산자를 이용한 크기 반환도 가능하기 때문입니다. 예를 들어, C# 7.2 이전에는 다음과 같이 오류가 발생하는 코드가,

class WrapperObject<TEnum, TValue> where TEnum : struct
{
    // ...[생략]...

    unsafe public WrapperObject(int count)
    {
        data = new TValue[count];
        
        // unmanaged 이외의 제약으로는 sizeof 연산자를 사용할 수 없음.
        // 컴파일 오류 - Error CS0208 Cannot take the address of, get the size of, or declare a pointer to a managed type ('TEnum')
        _enumSize = sizeof(TEnum);
    }
}

C# 7.3의 unmanaged 제약으로는 컴파일할 수 있게 되므로, 이를 근간으로 다음과 같이 enum의 기반 타입에 맞게 포인터 대응을 할 수 있습니다.

class WrapperObject<TEnum, TValue> where TEnum : unmanaged
{
    TValue[] data;
    int _enumSize = 0;

    unsafe public WrapperObject(int count)
    {
        data = new TValue[count];
    
        // C# 7.3 이후 제공되는 unmanaged 제약으로는 sizeof 연산자를 사용 가능
        _enumSize = sizeof(TEnum);
    }

    public TValue this[TEnum key]
    {
        get { return data[ConvertToIndex(key)]; }
        set { data[ConvertToIndex(key)] = value; }
    }

    public unsafe int ConvertToIndex(TEnum key)
    {
        TEnum* idx = &key;

        // enum 타입의 크기에 맞게 포인터 연산
        switch (_enumSize)
        {
            case 1:
                byte* bytePtr = (byte*)idx;
                return *bytePtr;

            case 2:
                short* shortPtr = (short*)idx;
                return *shortPtr;

            case 4:
                int* intPtr = (int*)idx;
                return *intPtr;

            case 8:
                long* longPtr = (long*)idx;
                return (int)*longPtr;
        }

        return -1;
    }
}

(첨부 파일은 이 글의 예제 코드를 포함합니다.)




C# 7.3의 이러한 매끄러운 해결 방법은, 그래도 현재 .NET Core, .NET Framework 이외의 런타임에서는 사용할 수 없습니다. Mono의 경우 아직 C# 7.0조차도 100% 지원하지 못하고 있으므로,

C# Compiler
; http://www.mono-project.com/docs/about-mono/languages/csharp/

모노 런타임을 근간으로 한 Unity 역시 아직 위와 같은 코드를 사용할 수는 없습니다.

그래도 ^^ __makeref가 지원되는 것을 Mono에 기대하는 것보다는, C# 7.3의 문법이 제공되는 쪽이 더 희망적일 것이므로 시간이 좀 필요한 정도일 것입니다.




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[최초 등록일: ]
[최종 수정일: 3/17/2021

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