C# 구조체 vs 클래스 (개발자를 위한 작동 원리)

1.1. 클래스 (참조 타입)

참조 타입: C#에서 클래스는 힙에 위치한 참조 타입으로, 클래스 인스턴스가 생성될 때 객체에 대한 참조가 메모리에 저장됩니다.

힙 할당: 클래스 인스턴스는 힙 메모리 할당에 메모리 할당이 되어, 다양한 코드 부분 간에 객체를 공유할 수 있게 하는 유연성을 제공합니다.

기본 생성자: 클래스는 기본 생성자를 가질 수 있으며, 명시적으로 정의되지 않은 경우 자동으로 제공됩니다.

상속: 클래스는 상속을 지원하여, 공통 특성을 가진 파생 클래스를 생성할 수 있습니다.

using System;

// Define a class
public class MyClass
{
    // Fields (data members)
    public int MyField;

    // Constructor
    public MyClass(int value)
    {
        MyField = value;
    }

    // Method to display the value
    public void Display()
    {
        Console.WriteLine($"Value in MyClass: {MyField}");
    }
}

class Program
{
    static void Main()
    {
        // Create an instance of the class
        MyClass myClassInstance = new MyClass(10);

        // Access field and call method
        myClassInstance.Display();

        // Classes are reference types, so myClassInstance refers to the same object in memory
        MyClass anotherInstance = myClassInstance;
        anotherInstance.MyField = 20;

        // Both instances refer to the same object, so the change is reflected in both
        myClassInstance.Display();
        anotherInstance.Display();
    }
}

using System;

// Define a class
public class MyClass
{
    // Fields (data members)
    public int MyField;

    // Constructor
    public MyClass(int value)
    {
        MyField = value;
    }

    // Method to display the value
    public void Display()
    {
        Console.WriteLine($"Value in MyClass: {MyField}");
    }
}

class Program
{
    static void Main()
    {
        // Create an instance of the class
        MyClass myClassInstance = new MyClass(10);

        // Access field and call method
        myClassInstance.Display();

        // Classes are reference types, so myClassInstance refers to the same object in memory
        MyClass anotherInstance = myClassInstance;
        anotherInstance.MyField = 20;

        // Both instances refer to the same object, so the change is reflected in both
        myClassInstance.Display();
        anotherInstance.Display();
    }
}

Imports System

' Define a class
Public Class [MyClass]
	' Fields (data members)
	Public MyField As Integer

	' Constructor
	Public Sub New(ByVal value As Integer)
		MyField = value
	End Sub

	' Method to display the value
	Public Sub Display()
		Console.WriteLine($"Value in MyClass: {MyField}")
	End Sub
End Class

Friend Class Program
	Shared Sub Main()
		' Create an instance of the class
		Dim myClassInstance As [MyClass] = New [MyClass](10)

		' Access field and call method
		myClassInstance.Display()

		' Classes are reference types, so myClassInstance refers to the same object in memory
		Dim anotherInstance As [MyClass] = myClassInstance
		anotherInstance.MyField = 20

		' Both instances refer to the same object, so the change is reflected in both
		myClassInstance.Display()
		anotherInstance.Display()
	End Sub
End Class

1.2. 구조체 (값 타입)

값 형식: 구조체는 값 형식으로, 실제 데이터가 변수 선언 위치에 저장되며, 원시 타입처럼 메모리의 별도 위치에 저장되지 않습니다. 이는 또한 구조체가 Nullable<> 태그를 사용하지 않으면 null 값을 가질 수 없음을 의미합니다.

스택 할당: 구조체 인스턴스는 스택에 메모리가 할당되어, 보다 빠른 할당 및 해제가 가능하지만 크기 및 범위에 제한이 있습니다.

기본 생성자 없음: 구조체는 명시적으로 정의하지 않으면 기본 생성자를 가지지 않습니다. 모든 필드는 인스턴스화 시 초기화되어야 합니다.

상속 없음: 구조체는 상속을 지원하지 않습니다. 구조체는 주로 경량 데이터 구조에 사용됩니다.

using System;

// Define a struct
public struct MyStruct
{
    // Fields (data members)
    public int MyField;

    // Constructor
    public MyStruct(int value)
    {
        MyField = value;
    }

    // Method to display the value
    public void Display()
    {
        Console.WriteLine($"Value in MyStruct: {MyField}");
    }
}

class Program
{
    static void Main()
    {
        // Create an instance of the struct
        MyStruct myStructInstance = new MyStruct(10);

        // Access field and call method
        myStructInstance.Display();

        // Structs are value types, so myStructInstance is a copy
        MyStruct anotherInstance = myStructInstance;
        anotherInstance.MyField = 20;

        // Changes to anotherInstance do not affect myStructInstance
        myStructInstance.Display();
        anotherInstance.Display();
    }
}

using System;

// Define a struct
public struct MyStruct
{
    // Fields (data members)
    public int MyField;

    // Constructor
    public MyStruct(int value)
    {
        MyField = value;
    }

    // Method to display the value
    public void Display()
    {
        Console.WriteLine($"Value in MyStruct: {MyField}");
    }
}

class Program
{
    static void Main()
    {
        // Create an instance of the struct
        MyStruct myStructInstance = new MyStruct(10);

        // Access field and call method
        myStructInstance.Display();

        // Structs are value types, so myStructInstance is a copy
        MyStruct anotherInstance = myStructInstance;
        anotherInstance.MyField = 20;

        // Changes to anotherInstance do not affect myStructInstance
        myStructInstance.Display();
        anotherInstance.Display();
    }
}

Imports System

' Define a struct
Public Structure MyStruct
	' Fields (data members)
	Public MyField As Integer

	' Constructor
	Public Sub New(ByVal value As Integer)
		MyField = value
	End Sub

	' Method to display the value
	Public Sub Display()
		Console.WriteLine($"Value in MyStruct: {MyField}")
	End Sub
End Structure

Friend Class Program
	Shared Sub Main()
		' Create an instance of the struct
		Dim myStructInstance As New MyStruct(10)

		' Access field and call method
		myStructInstance.Display()

		' Structs are value types, so myStructInstance is a copy
		Dim anotherInstance As MyStruct = myStructInstance
		anotherInstance.MyField = 20

		' Changes to anotherInstance do not affect myStructInstance
		myStructInstance.Display()
		anotherInstance.Display()
	End Sub
End Class

2.1. 클래스를 사용해야 할 때

복잡한 상태 및 동작: 상태와 동작을 갖춘 복잡한 데이터 구조를 모델링할 때 클래스를 사용합니다. 클래스는 다수의 속성과 메서드를 가진 복잡한 객체를 표현하는 데 적합합니다.

참조 의미론: 객체 인스턴스를 공유하고 코드의 다양한 부분에서 변경 사항을 반영하고 싶다면 클래스가 적합한 선택입니다.

2.2. 구조체를 사용해야 할 때

단순 데이터 구조: 구조체는 작은 데이터 구조와 같은 가벼운 엔티티를 나타내는 간단한 데이터 구조에 적합하며, 점, 사각형, 키-값 쌍과 같은 구조물 또는 기본 타입처럼 단일 값을 논리적으로 나타낼 때 사용됩니다.

값 의미론: 값 의미론을 선호하고 힙 할당의 오버헤드를 피하고 싶을 때, 구조체가 적합합니다.

성능 고려 사항: 성능이 중요한 시나리오, 특히 자주 사용되는 소형 객체의 경우, 구조체는 스택 할당 덕분에 더 효율적일 수 있습니다.

3.1. 클래스

참조 카운팅: 클래스 인스턴스의 메모리는 가비지 컬렉터에 의해 참조 카운팅 방식으로 관리됩니다. 객체에 대한 참조가 더 이상 없으면 가비지 수집 대상으로 지정됩니다.

메모리 누수 가능성: 참조를 잘못 다루면 더 이상 필요하지 않은 객체가 적절히 처리되지 않을 경우 메모리 누수가 발생할 수 있습니다.

3.2. 구조체

가비지 수집 없음: 구조체는 값 타입으로 관리되어 가비지 수집에 의존하지 않습니다. 스코프가 벗어날 때 자동으로 해제됩니다.

제한된 메모리 오버헤드: 구조체는 클래스에 비해 메모리 오버헤드가 적어, 메모리 사용이 중요한 시나리오에서 효율적입니다.

클래스

간접 액세스: 클래스 인스턴스는 참조를 통해 액세스되므로 추가적인 간접 레벨이 있어 약간의 성능 오버헤드를 유발할 수 있습니다.

힙 할당: 힙에서 메모리를 동적으로 할당하면 객체 생성 및 파괴 시간이 길어질 수 있습니다.

구조체

직접 액세스: 구조체는 직접 액세스되어 추가적인 간접 레벨이 필요 없습니다. 이는 자주 사용되는 소형 객체에서 더 나은 성능을 제공할 수 있습니다.

스택 할당: 메모리의 스택 할당은 구조체 인스턴스의 빠른 생성과 소멸을 제공합니다.

5.1. IronPDF 설치

코드 예제로 들어가기 전에 IronPDF를 설치해야 합니다. NuGet 패키지 관리자 콘솔을 사용하거나 프로젝트에 IronPDF 라이브러리에 대한 참조를 추가하여 이를 수행할 수 있습니다. 다음 단계는 설치 과정을 설명합니다:

1. NuGet 패키지 관리자 콘솔:

   Install-Package IronPdf

2. 패키지 관리자 UI: NuGet 패키지 관리자 UI에서 'IronPDF'를 검색하고 최신 버전을 설치합니다.

IronPDF가 설치되면 C# 응용 프로그램에서 PDF 파일 처리를 위한 기능을 활용할 준비가 된 것입니다.

5.2.1. 출력 PDF 파일