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.NET Framework: 750. C# 7.2 - readonly 구조체 [링크 복사], [링크+제목 복사]
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글쓴 사람
정성태 (techsharer at outlook.com)
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C# 7.2 - readonly 구조체

C# 7.2 (1) - readonly 구조체
; https://www.sysnet.pe.kr/2/0/11524

C# 7.2 (2) - 메서드의 매개 변수에 in 변경자 추가
; https://www.sysnet.pe.kr/2/0/11525

C# 7.2 (3) - 메서드의 반환값 및 로컬 변수에 ref readonly 기능 추가
; https://www.sysnet.pe.kr/2/0/11526

C# 7.2 (4) - 3항 연산자에 ref 지원(conditional ref operator)
; https://www.sysnet.pe.kr/2/0/11528

C# 7.2 (5) - 스택에만 생성할 수 있는 값 타입 지원 - "ref struct"
; https://www.sysnet.pe.kr/2/0/11530

C# 7.2 (6) - Span<T>
; https://www.sysnet.pe.kr/2/0/11534

C# 7.2 (7) - private protected 접근자 추가
; https://www.sysnet.pe.kr/2/0/11543

C# 7.2 (8) - 숫자 리터럴의 선행 밑줄과 뒤에 오지 않는 명명된 인수
; https://www.sysnet.pe.kr/2/0/11544

기타 - Microsoft Build 2018 - The future of C# 동영상 내용 정리
; https://www.sysnet.pe.kr/2/0/11536




지난 글에서 readonly 필드에 대해 알아봤습니다.

C# - 값 형식의 readonly 인스턴스에 대한 메서드 호출 시 defensive copy 발생
; https://www.sysnet.pe.kr/2/0/11523

값 타입(struct) readonly 인스턴스의 경우 "defensive copy"와 같은 C# 컴파일러의 노력을 통해 값을 변경할 수 없게 만들었다는 것을 설명했는데요. 반면, 지난번 예제에서 봤듯이 "defensive copy"는 의도치 않은 부작용을 낳습니다. 그 이외에도 "defensive copy"는 숨겨진 코드로 인한 값 복사로 메서드 및 공용 속성을 접근할 때 성능 저하가 발생하는 문제도 있습니다.

C# 7.2부터 이런 문제를 아예 미연에 방지할 수 있도록 readonly 구조체(struct)를 정의할 수 있게 합니다. 예를 들기 위해 지난번 예제 코드에서,

class Program
{
    readonly StructPerson sarah = new StructPerson() { Name = "Kerrigan", Age = 27 };

    static void Main(string[] args)
    {
        Program pg = new Program();
        pg.Test();
    }

    private void Test()
    {
        sarah.IncAge();
    }
}

struct StructPerson
{
    public int Age;
    public string Name;

    public void IncAge()
    {
        Age++;
    }
}

StructPerson 구조체에 readonly를 부여해 보겠습니다.

readonly struct StructPerson
{
    public int Age;      // 컴파일 에러: CS8340 Instance fields of readonly structs must be readonly.
    public string Name;  // 컴파일 에러: CS8340 Instance fields of readonly structs must be readonly.

    public void IncAge()
    {
        Age++;
    }
}

보는 바와 같이 struct에 readonly를 부여하면 내부의 모든 필드에 readonly를 부여해야 한다고 강제력을 갖게 되므로 다음과 같이 고쳐야 합니다.

readonly struct StructPerson
{
    public readonly int Age;
    public readonly string Name;

    public void IncAge()
    {
        Age++;
    }
}

이 때문에, 해당 필드들은 반드시 생성자 내에서만 초기화될 수 있고, IncAge와 같은 메서드 내에서는 자연스럽게 값을 변경할 수 없게 됩니다. 따라서 코드는 다시 다음과 같이 바뀌어야 합니다.

readonly struct StructPerson
{
    public readonly int Age;
    public readonly string Name;

    public StructPerson(string name, int age)
    {
        Name = name;
        Age = age;
    }

    public StructPerson IncAge()
    {
        return new StructPerson(this.Name, this.Age + 1);
    }
}

오호... 위의 코드를 보니 뭔가 연상되지 않나요? 그렇습니다. readonly 구조체는 부작용 없는 불변(immutable) 객체를 만들기 위한 강제성을 부여할 수 있는 방법입니다. 자, 그럼 지난번 코드에서 readonly 필드인 경우 "defensive copy"가 발생했던 호출 측의 코드를 보겠습니다.

class Program
{
    readonly StructPerson sarah = new StructPerson("Kerrigan", 27);

    static void Main(string[] args)
    {
        Program pg = new Program();
        pg.Test();
    }

    private void Test()
    {
        sarah.IncAge();
        /*
일반 구조체의 경우 IncAge 메서드 호출은 다음과 같은 코드로 바뀌지만,

StructPerson temp = sarah;
temp.IncAge();
        */
    }
}

이제 C# 컴파일러는 Test 메서드 내에서 호출한 IncAge에 대해 더 이상 "defensive copy" 코드를 생성하지 않습니다. 왜냐하면 해당 구조체의 모든 메서드 및 공용 속성은 내부 상태 값을 변경할 수 없다는 것이 보장되었기 때문에 굳이 상태 보존을 위한 값 복사 코드를 넣을 필요가 없는 것입니다.

(첨부 파일은 이 글의 예제 코드를 포함합니다.)




readonly 구조체를 설명하기 위해 지난 글에서 "defensive copy"까지 설명했어야 하는데요. 정리해 보면, 굳이 그런 어려운 용어를 기억할 필요 없이 다음과 같이만 알아두면 됩니다.

C# 7.2부터, 불변(immutable) 객체를 만들 때는 readonly 구조체를 사용한다!
            또한 대개의 경우 struct는 불변 객체로 만들지 않을 이유가 없으므로 가능한 struct는 모두 readonly 구조체로 만든다!




[이 글에 대해서 여러분들과 의견을 공유하고 싶습니다. 틀리거나 미흡한 부분 또는 의문 사항이 있으시면 언제든 댓글 남겨주십시오.]

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[최초 등록일: ]
[최종 수정일: 6/11/2018 ]

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댓글 쓴 사람
 



2018-05-31 11시33분
[spowner] readonly struct이 불변 객체라고 하였을 때, readonly 속성을 readonly struct에서 지원하는게 과연 맞을까요? 그 고민에 아래의 코드를 작성하여 보았습니다.

    // 구조체에 readonly 쓸 수 있음
    public readonly struct ReadonlyStruct
    {
        private static readonly Random rand = new Random();

        public int X
        {
            get
            {
                return rand.Next(10); // X의 값은 항상 바뀐다.
            }
        }

        public readonly int Y;
    }

[손님]
2018-06-01 12시19분
readonly struct가 "진정한 immutable 타입"을 구현하는 걸 목표로 나온 것은 아닙니다. 단지 본문에서도 언급했지만 그동안 struct가 가진 내부적인 성능 손실의 여지를 없애는 용도로 나온 것입니다.

그나저나 너무 원칙적으로 보시는 것 같습니다. ^^ readonly는 그 이름이 immutable이 아니고 말 그대로 읽기 전용이기 때문에 그런 의미로 봤을 때 제시하신 그 코드도 readonly로써의 의미를 벗어나는 것은 아닐 것입니다.

게다가, 객체의 불변 대상을 (메서드로 구현되는) property가 아닌 field라고 봤을 때 readonly struct는 불변 객체로써의 역할을 (mutable 기반의 C# 언어 세계에서) 나름 훌륭하게 수행합니다.
정성태
2018-06-01 01시13분
[spowner] 답변 감사드립니다. 불변하다는 의미 보다는 수정불가능하다는 의미로 이해를 해야겠네요. 제가 원칙주의 맞는것 같습니다. ^^;
[손님]

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