C# 10장. 참조형

학습 목표 참조형의 주요한 특징을 이해하고 응용해서 사용한다 서로 다른 형식 사이의 형 변환의 가능성을 결정할 수 있다 참조형 사이의 데이터 형 변환을 이해할 수 있다 값형과 참조형 사이의 박싱과 언박싱 변환을 이해하고 변환할 수 있 다.

목차 참조형 변수 데이터 형 변환

1. 참조형 변수 참조형 변수 - 변수는 스택 영역에 저장 - 실제 데이터는 메모리의 힙 영역에 저장 - 변수는 스택 영역에 저장 - 실제 데이터는 메모리의 힙 영역에 저장 클래스도 일종의 참조형으로 분류된다. 클래스를 인스턴스화 해서 변수에 할당 == 참조형 변수 선언과 같다.

null을 참조형 변수에 할당하면 확보되어 있던 메모리가 해제된다. 1. 참조형 변수 참조형 변수의 선언과 해제 변수는 스택영역에 저장되고, 실제 데이터는 힙영역에 저장된다. 스택에 저장되는 값은 실제 데이터가 저장된 힙영역의 주소값이다. 메모리의 해제 방법은 참조형 변수에 null을 할당하면 된다. <참조형 선언및 멤버 접근 예제> class Coordinate { public int x = 0 ; } … Coordinate c = new Coordinate() ; c.x = 1; 참조형 변수선언 및 메모리할당 참조형 변수 c를 선언하고 실제 데이터가 저장될 힙 영역의 메모리 확보는 new 키워드를 통해서 이루어 지며, 생성자(Coordinate())를 통해서 초기화된다. 참조형의 메모리 해제 null을 참조형 변수에 할당하면 확보되어 있던 메모리가 해제된다. <참조형 메모리해제 예제> Coordinate c = new Coordinate() ; c = null ;

1. 참조형 변수 참조형 변수 예제 using System; class Coordinate { public int x; public int y; } class ConsoleApplication static void Main(string[] args) Coordinate c = new Coordinate(); // 참조형 변수 선언 및 메모리 할당 c.x = 1; c.y = 2; // 참조형 변수의 멤버 접근 Console.WriteLine("c = {0}, {1}", c.x, c.y); (11행) 객체 생성 측면에서 Cordinate 클래스로 변수 c를 선언 후 new 키워드를 사용해서 객체 선언 클래스를 데이터형 측면으로 보면, Cordinate 형 변수 c를 선언하고 힙 영역의 메모리를 할당 즉, 객체 생성은 데이터형의 선언, 메모리 확보와 같다.

두 객체의 저장된 값은 같으나 참조형 데이터 값은 없다. 굳이 비교를 하게 되면 서로 다른 값으로 인식한다. 1. 참조형 변수 값형과 참조형의 비교 값형의 경우 ==와 !=의 연산자로 값을 비교한다. 참조형의 값은 ==와 !=로 비교할 수 없다. ==혹은 !=연산자는 단지 참조형 변수의 힙영역 주소값 만을 비교하게 된다. <예제> class Coordinate { public int x ; } … Coordinate c1 = new Coordinate(); Coordinate c2 = new Coordinate(); c1.x = 1 ; c2.x = 1 ; if(c1= = c2) Console.WriteLine(“c1==c2”); else Console.WriteLine(“c1!=c2”); 두 객체의 멤버에 같은 값을 할당한다. 두 객체의 저장된 값은 같으나 참조형 데이터 값은 == 연산자로 비교할 수 없다. 굳이 비교를 하게 되면 서로 다른 값으로 인식한다.

1. 참조형 변수 값형과 참조형 변수(주소) 비교 예제 using System; class Coordinate { public int x; public int y; } class ConsoleApplication static void Main(string[] args) Coordinate c1 = new Coordinate(); Coordinate c2 = new Coordinate(); c1.x = 1; c1.y = 2; c2.x = 1; c2.y = 2; Console.WriteLine("c1 = {0}, {1}", c1.x, c1.y); Console.WriteLine("c2 = {0}, {1}", c2.x, c2.y); if (c1 == c2) // 참조형 변수 비교 Console.WriteLine("c1 == c2"); else Console.WriteLine("c1 != c2");

1. 참조형 변수 값형과 참조형 값(실제 값) 비교 예제 using System; class Coordinate { public int x; public int y; } class ConsoleApplication static void Main(string[] args) Coordinate c1 = new Coordinate(); Coordinate c2 = new Coordinate(); c1.x = 1; c1.y = 2; c2.x = 1; c2.y = 2; Console.WriteLine("c1.x c1.y = {0}, {1}", c1.x, c1.y); Console.WriteLine("c2.x c2.y = {0}, {1}", c2.x, c2.y); if (c1.x == c2.x) // 참조형 값 비교 Console.WriteLine("c1.x == c2.x"); else Console.WriteLine("c1.x != c2.x");

c1 c2 1. 참조형 변수 같은 객체에 대한 다중 참조(참조형 변수 복사: 주소 복사) 스택영역 힙영역 x y 1 2 using System; class Coordinate { public int x; public int y; } class ConsoleApplication static void Main(string[] args) Coordinate c1 = new Coordinate(); Coordinate c2; //Coordinate 형 변수 c2 선언 c1.x = 1; c1.y = 2; c2 = c1; // 복사 Console.WriteLine("c1.x, c1.y = {0}, {1}", c1.x, c1.y); Console.WriteLine("c2.x, c2.y = {0}, {1}", c2.x, c2.y); if (c1 == c2) // 참조형 변수 비교(주소 비교) Console.WriteLine("c1 == c2"); else Console.WriteLine("c1 != c2"); 스택영역 힙영역 x y c1 1 2 c2 (15행) c1 이 가리키는 주소를 c2에 복사함

같은 객체에 대한 다중 참조(참조형 데이터 변경) 1. 참조형 변수 같은 객체에 대한 다중 참조(참조형 데이터 변경) using System; class Coordinate { public int x; public int y; } class ConsoleApplication static void Main(string[] args) Coordinate c1 = new Coordinate(); Coordinate c2; c1.x = 1; c1.y = 2; c2 = c1; Console.WriteLine("c1.x, c1.y = {0}, {1}", c1.x, c1.y); Console.WriteLine("c2.x, c2.y = {0}, {1}", c2.x, c2.y); c2.x = 10; // 멤버의 값 변경 c2.y = 20; C1과 C2는 같은 곳을 참조 하므로 x,y의 값을 변경 후 결과 값은 같다.

2. 데이터 형 변환 기반클래스와 파생 클래스형 간의 형 변환 파생 클래스형을 기반 클래스형으로 형 변환 암시적으로 형 변환됨 파생클래스->기반클래스로의 변환은 암시적 가능 기반클래스->파생클래스로의 변환은 명시적으로 변환해야 가능 데이터 호환이 되지 않을 때는 InvalidCastException발생 <예제> class Vehicle { } class Car : Vehicle … Vehicle veh = new Vehicle(); Car car = new Car(); Vehicle a = car ; Car b = (Car) a ; 파생 클래스형을 기반 클래스형으로 형 변환 암시적으로 형 변환됨 기반 클래스형을 파생 클래스형으로 형 변환 명시적으로 형 변환해야 함

2. 데이터 형 변환 참조형 데이터 형 변환 using System; class Vehicle { } class Car : Vehicle class ConsoleApplication static void Main(string[] args) Vehicle vehicle = new Vehicle(); //기반 클래스인 Vehicle형 변수 vehicle 선언 및 객체 생성 Car car = new Car(); //v파생 클래스인 Car 형 변수 car를 선언 및 객체 생성 Vehicle a = car; // Child to Parent 형 변환 // a : Vehicle 형 변수, car : Car 형 변수 //암시적 형변환이 이루어짐: car 가 대입되기 전에 Vehicle형으로 Car b = (Car)a; // Parent to Child 형 변환 (14행) : 파생에서 기반으로 변환하는 명시적 형 변환 (15행) : 기반에서 파생으로 변환하는 암시적 형 변환

2. 데이터 형 변환 참조형 데이터 형 변환 (15행) 형 변환 없이 복사(대입) 시 : 에러 발생 using System; class Vehicle { } class Car : Vehicle class ConsoleApplication static void Main(string[] args) Vehicle vehicle = new Vehicle(); Car car = new Car(); Vehicle a = car; // Child to Parent 형변환 Car b = a; // Parent to Child 형변환 //Car b = (Car)a; // Parent to Child 형변환 (15행) 형 변환 없이 복사(대입) 시 : 에러 발생

2. 데이터 형 변환 참조형 데이터 형 변환 using System; class Vehicle { } { } class Car : Vehicle class ConsoleApplication { static void Main(string[] args) Vehicle vehicle = new Vehicle(); Car car = new Car(); Vehicle a = car; // Child to Parent 형변환 try Car b = (Car)a; // Parent to Child 형변환 Console.WriteLine("Vehicle이 Car로 형 변환"); } catch (InvalidCastException e) Console.WriteLine(e.Message); (15행) 실행할 때 캐스트 연산자가 데이터 형을 확인한다. 이때 데이터 호환이 되지 않는다면 예외를 발생 시킨다. 발생하는 예외는 InvalidCastException 이다. 앞의 예에서 try … catch 문을 추가해서 예외 처리를 했다.

2. 데이터 형 변환 is 연산자 참조형 사이의 형 변환을 하고자 할 때 데이터 형이 다르면 InvalidCastException을 이용해서 예외 처리를 했지만 is 연산자를 사용하면 예외 상황을 비켜가게 할 수도 있다. is 연산자는 형 변환을 하지 않고 객체의 데이터 형을 테스트 하는데 유용하다.

2. 데이터 형 변환 is 연산자 car 참조형 변수가 Vehicle형과 호환 가능한 형태인지 조사 데이터 형 사이의 호환성을 테스트하는 데 사용 <예제> class Vehicle { } class Car : Vehicle … Vehicle veh = new Vehicle(); Car car = new Car(); if( car is Vehicle) }else car 참조형 변수가 Vehicle형과 호환 가능한 형태인지 조사 호환가능하면 true, 호환가능하지 않으면 false return

2. 데이터 형 변환 is 연산자의 사용 using System; class Vehicle { } class Car : Vehicle class ConsoleApplication static void Main(string[] args) Vehicle vehicle = new Vehicle(); Car car = new Car(); // is 연산자 if (car is Vehicle) vehicle = car; // 형이 같으면 변환 없이 대입 가능 Console.WriteLine("Car is a Vehicle"); else Console.WriteLine("Car is not a Vehicle");

2. 데이터 형 변환 as 연산자 as 연산자는 괄호 안에 데이터형을 표현하는 캐스트 연산자와 비슷한 역할을 한다.

참조형 변수 car를 Vehicle형으로 변환 2. 데이터 형 변환 as 연산자 캐스트 연산과 비슷 형변환이 가능한 형인지 호환성 조사 후에 형 변환된 값 반환 <예제> class Vehicle { } class Car : Vehicle … Vehicle veh = new Vehicle(); Car car = new Car(); veh = car as Vehicle ; 참조형 변수 car를 Vehicle형으로 변환 형 변환 가능한지 호환성 검사 후에 변환된 값을 넘긴다. 만약 형 변환이 가능치 않으면 null을 반환하고 예외를 발생시키지 않는다.

2. 데이터 형 변환 as 연산자 Vehicle 형 변수 vehicle 선언 using System; class Vehicle { } class Car : Vehicle { } class ConsoleApplication static void Main(string[] args) Vehicle vehicle = new Vehicle(); Car car = new Car(); // 1. as 연산자 사용하여 형 변환 vehicle = car as Vehicle; //Car 형 변수 car를 as 연산자를 사용해서 Vehicle 형으로 변환 if (vehicle != null) // 2. 형 변환 성공 여부 확인 Console.WriteLine("Car is a Vehicle"); else Console.WriteLine("Car is not a Vehicle"); Vehicle 형 변수 vehicle 선언 new 연산자 이용하여 변수명이 vehicle 인 객체를 생성 Vehicle()생성자를 이용하여 변수명이 vehicle 인 객체를 초기화

2. 데이터 형 변환 object 형 변환 모든 참조형은 System.Object 형으로부터 파생되어 나왔다. 따라서 모든 참조형은 System.Object 형으로 형 변환이 가능하다. using System; class Vehicle { } class Car : Vehicle{ } class ConsoleApplication { static void Main(string[] args) Vehicle v = new Vehicle(); Car c = new Car(); // object object o = c; Car b = o as Car; if (b != null) { Console.WriteLine("Vehicle is a Car"); } else { Console.WriteLine("Vehicle is not a Car"); } (11행) Car 형 변수 c를 object형으로 암시적으로 변환함 (12행) object형으로 변환된 변수 o를 Car형으로 명시적으로 변환함. 즉, object 형은 모든 객체의 최상위 기반 클래스 형이므로 형 변환이 가능하다.

2. 데이터 형 변환 박싱과 언박싱 C#에서는 값형과 참조형 사이에서도 형 변환이 가능하다. 값형을 참조형으로 형 변환하는 것을 박싱(Boxing), 반대로 참조형을 값형으로 형 변환하는 것을 언박싱(Unboxing)이라고 한다.

2. 데이터 형 변환 박싱과 언박싱 박싱(boxing) 참조형 -> 값형 : 언박싱(unboxing) 박싱(boxing) 정수형(값형) 변수 x를 참조형 변수 o 에 할당하게 되면 암시적으로 x는 참조형으로 형 변환되게 된다. <예제> int x = 123 ; object o = x ; int y = (int) o ; 언박싱(unboxing) 정수형 변수 y에 참조형 변수를 할당하려고 하면 명시적으로 캐스팅해서 참조형을 정수형으로 변환하게 된다.

2. 데이터 형 변환 박싱과 언박싱 using System; class ConsoleApplication { static void Main(string[] args) int x = 123; object o = x; // Boxing // 값형인 int형으로 정의된 x를 //참조형인 object형으로 암시적으로 변환해서 변수 o에 복사 int y = (int)o; // Unboxing //참조형인 변수 o를 값형인 int형으로 변환해서 복사 Console.WriteLine(x); Console.WriteLine(y); } 형변환이 발생 했지만 데이터는 변하지 않음

요약 참조형 변수란 곧 객체라고 말할 수 있다. 참조형 변수는 메모리의 스택 영역에 저장되지만 실제 저장되는 값은 데이터가 저장된 메모리의 힙 영역의 주 소 값이다.

요약 is 연산자를 통해 형 변환의 가능 여부를 알 수 있다. is 연산자를 통해 true 를 반환하면 형 변환이 가능하고 false 면 형 변환이 가능하지 않다.

요약 기반 클래스와 파생 클래스 관계에 있는 객체 사이에는 형 변환이 가능하다. 기반 클래스와 파생 클래스 관계에 있는 객체 사이에는 형 변환이 가능하다. 파생 클래스형 변수는 기반 클래스형으로 변환할 때 명 시적으로 변환하지 않아도 되면 내부적으로 변환한다. 그렇지만 기반 클래스형 변수를 파생 클래스형으로 변환 할 때는 명시적으로 형 변환을 해줘야 한다.

요약 값형과 참조형 변수 사이에도 형 변환이 가능하다. 값형을 참조형으로 변환하는 것을 박싱이라고 하며 참조 형을 값형으로 변환하는 것을 언박싱이라고 한다.