구조체의 특징
- 초기화(할당), 리턴 등의 동작을 통해 값을 전달할 경우, 구조체가 통째로 복제된다.
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struct MyStruct
{
public float value;
}
class MainClass
{
private MyStruct ms;
private MyStruct GetStruct()
{
return ms; // 복제하여 리턴
}
public void Main()
{
MyStruct ms1 = ms; // 복제하여 초기화
MyStruct ms2 = GetStruct(); // 복제하여 반환된 값 초기화
}
}
프로퍼티의 특징
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private float _value;
필드가 있다.
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public float value
{
get { return _value; }
set { _value = value; }
}
그리고 이렇게 프로퍼티를 만들어서
프로퍼티에 값을 넣으면 특정 필드에 값을 넣고,
프로퍼티를 참조하면 특정 필드의 값을 리턴하도록 해서
프로퍼티 value가 필드 _value와 동일한 것처럼 사용할 수 있다.
하지만 실제로 프로퍼티는 메소드이다.
메소드를 필드처럼 사용할 수 있게 해주는 문법이며,
위에서 작성한 프로퍼티는
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public float GetValue()
{
return _value;
}
public void SetValue(float value)
{
_value = value;
}
내부적으로 이 메소드들을 호출하는 것과 동일하다.
구조체 프로퍼티
유니티 엔진의 Transform 클래스와 Vector3 구조체를 예시로 살펴본다.
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struct Vector3
{
public float x, y, z;
}
class Transform
{
public Vector3 position
{
get { return _position; }
set { _position = value; }
}
private Vector3 _position;
}
실제로 위와 유사하게 구현되어 있다.
흔히 볼 수 있는 간단한 예제를 하나 살펴보자.
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Transform transform = new Transform();
// [1]
transform.position = new Vector3();
// [2]
transform.position.x = 1f;
[1]의 경우에는 아무런 문제가 없다.
그런데 [2]의 경우에는
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'Transform.position'은(는) 변수가 아니므로 해당 반환 값을 수정할 수 없습니다.
이런 컴파일 에러가 발생한다.
에러가 발생하는 이유는 위에서 설명한 프로퍼티의 특징 때문이다.
[1]과 같은 position = rValue 꼴에서는 position의 Setter를 호출하지만
[2]와 같은 position.x = rValue에서는 position.x에서 이미 Getter가 호출된 상태가 된다.
따라서
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transform.position.x = 1f;
이 문장은 내부적으로
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transform.GetPosition().x = 1f;
이런 형태라고 할 수 있다.
transform.GetPosition()으로 구조체인 _position을 리턴받는 순간,
값이 복사가 되어 넘어온다.
그러니 transform.position을 참조한 순간에 넘어온 값은
이미 transform._position 필드와는 분리된 별개의 값인 것이다.
그렇다고 transform.position의 리턴값을 전달받는 지역 변수도 존재하지 않고
리턴값에 그대로 필드를 수정하려고 하니
실제로 아무런 동작도 수행하지 않는 ‘의미 없는 코드’이기 때문에
컴파일 에러가 발생하는 것이다.
만약 Vector3가 구조체가 아니라 클래스였다면
값이 복제되지 않고 객체 참조가 전달되므로
컴파일 에러가 발생하지 않고, 의도대로 값을 수정할 수 있다.
또는 position이 프로퍼티가 아니라 필드였다면
필드를 직접 참조하는 것이므로
마찬가지로 에러 없이 의도대로 값을 수정할 수 있을 것이다.
인덱서의 특징
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class Container
{
private Vector3 value;
public Vector3 this[int index]
{
get
{
return value;
}
set
{
this.value = value;
}
}
}
이런 문법이 있다.
프로퍼티와 유사하지만, 객체[인덱스] 꼴로 참조할 수 있는 인덱서이다.
내부 동작도 프로퍼티처럼 Setter(value)와 Getter() 메소드의 호출로 이루어진다.
하지만 인덱서와 배열의 인덱스 참조는 서로 다르다.
배열의 인덱스 참조는 배열 내의 해당 인덱스에 위치한 변수를 직접 참조하는 것이다.
반면에 인덱서를 통한 참조는 프로퍼티처럼 내부 메소드 호출이 발생한다.
구조체 인덱서
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Vector3[] arrVec3 = new Vector3[1];
arrVec3[0] = new Vector3();
arrVec3[0].x = 1f;
구조체 Vector3 배열에 대한 인덱스 [0] 참조는
배열의 첫 번째 요소에 대한 직접 참조이므로 문제가 되지 않지만,
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Container container = new Container();
container[0] = new Vector3();
container[0].x = 1f; // ERROR
인덱서를 통한 인덱스 [0] 참조는
인덱서 Getter 호출에 의해 복제된 구조체를 참조하게 되므로
위의 구조체 프로퍼티의 경우와 동일하게 컴파일 에러가 발생한다.
이 문제를 가장 확실하게 느낄 수 있는 예시는 바로
List<>와 Dictionary<,> 타입이다.
리스트는 가변 배열처럼 사용되고, 딕셔너리는 Key-Value 꼴의 집합으로 사용된다.
공통점은 인덱스 참조를 통해 내부 값을 참조할 수 있다는 것이다.
이제 구조체 배열과 구조체 리스트를 비교해보자.
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Vector3[] arr = new Vector3[1];
arr[0] = new Vector3();
arr[0].x = 1f;
위의 경우에는 아무런 문제도 없다.
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List<Vector3> list = new List<Vector3>(1);
list.Add(default);
list[0] = new Vector3();
list[0].x = 1f; // ERROR
그런데 이 경우에는 마지막 줄에서 컴파일 에러가 발생한다.
역시나 위에서 설명한 문제와 동일하다.
list[0].x는 list[0]에서 이미 인덱서의 Getter가 호출되어
구조체 값이 복제된 상태이므로,
이 값의 필드를 수정하려고 하면 컴파일 에러가 발생한다.
리스트는 실제로 배열처럼 많이 사용되는 만큼
리스트의 인덱스 참조가 배열의 인덱스 참조와 동일할 것이라고 생각할 수 있는데,
인덱싱을 통한 배열 요소의 직접 참조와
인덱서 Getter를 통한 내부 메소드 호출은 결국 다른 것이다.
딕셔너리의 경우에도 마찬가지로,
Dictionary<TKey, TValue>에서 TValue가 구조체 타입인 경우
dictionary[key]는 인덱서의 Getter를 통해 구조체를 복제하여 리턴하므로
이 구조체의 필드를 직접 수정할 수는 없다.