42. [클래스/레코드]로 불변객체 구현하기

*레코드 파트이지만 C# 9.0 이상부터 지원하는 개념이라 본 블로그에서는 클래스로 구현하는 바만 기록 남기기로 결정*

 

불변 객체는 내부 상태(데이터)를 변경할 수 없는 객체를 말한다.

 

상태를 변경할 수 없다는 특성 때문에 불변 객체에서는 데이터 복사와 비교가 많이 이루어진다.

 

새로운 상태를 표현하려고 (1)기존 상태를 복사한 뒤,
이 중(2) 일부를 수정해서 새로운 객체를 만들고,

(3) 상태를 확인하기 위해 객체 내용을 자주 비교한다.

 

(레코드는 불변 객체에서 빈번하게 이뤄지는 이 두 가지 연산을 편리하게 수행할 수 있도록 C# 9.0에서 도입된 형식이다.)

 

참조 형식은 클래스의 모든 필드를 readonly로 선언하면 불변 객체를 만들 수 있다.

값 형식은 readonly struct로 구조체를 선언하면 된다.

컴파일러가 모든 필드를 readonly로 선언하도록 강제하기 때문이다.

 

값 형식 객체는 다른 객체에 할당할 때 깊은 복사를 수행한다.

깊은 복사란 모든 필드를 새 객체가 가진 필드에 1:1로 복사하는 것을 말한다. 

필드가 많으면 많을수록 복사 비용은 커진다.(객체를 여러 곳에서 사용해야 하는 경우엔 더 커진다.)

참조 형식은 위와 같은 오버헤드가 없다. (객체가 참조하는 메모리 주소만 복사하면 되니까)

다만, 참조 형식은 프로그래머가 직접 깊은 복사를 구현해야 된다.

 

값 형식은 객체를 비교할 떄 기본적으로 내용을 비교하는데 모든 필드를 1:1로 비교한다. 

그리고 참조 형식끼리 내용 비교를 할 수 있으려면 프로그래머가 직접 비교 코드를 작성해야 한다.

[보통은 object로부터 상속하는 Equals() 메소드를 오버라이딩한다.]

 

불변 객체를 참조형식으로 선언하면 함수 호출 인수나 컬렉션 요소로 사용할 때

복사 비용을 줄일 수 있다.

한편 불변 객체는 새 상태 표현과 상태 확인을 위해 깊은 복사와 내용 비교가 필수적이므로 값 형식으로 선언하는 편이 프로그래머에게는 편리한 부분이 많을 것이다.

불변 참조 형식의 비용 효율과 불변 값 형식의 편리함을 모두 얻을 수 있느 방법이...레코드 형식이다. ^^

 

 

레코드 형식은 값 형식처럼 다룰 수 있는 불변 참조 형식으로,

참조 형식의 비용 효율과 값 형식이 주는 편리함을 모두 제공한다.

 

<레코드 선언>

레코드는 record 키워드와 초기화 전용 자동 구현 프로퍼티를 함께 이용해서 선언한다.

 

record RTransaction

{

     public string From     {get; init;}

     public string To         {get; init;}

     public string Amount {get; init;}

}

 

RTransaction tr1 = new RTransaction{From="Alice", To="Bob",Amount=100};

RTransaction tr2 = new RTransaction{From="Bob", To="Charlie", Amount = 300};

 

위와 같이 선언한 레코드로 인스턴스를 만들면 불변 객체가 만들어진다.

 

 

<with 키워드 활용>

당장은 활용 여지가 없을 것 같아서, 기록 생략-!

 

<레코드 객체 비교하기>

컴파일러는 레코드의 상태를 비교하는 Equals() 메소드를 자동으로 구현한다.

-클래스 객체 상태 비교를 위한 Equals() 메소드 오버라이딩 예제

class CTransaction

{

     public string From     {get; init;}

     public string To        {get; init;}

     public int     Amount {get; init;}

 

     public override bool Equals(Object obj)

     {

         CTransaction target = ()obj;

         if(this.From == target.From && this.To == target.To && this.Amount == target.Amount)

                  return true;

         else    return false;

 

     }

}

Equals()를 명시적으로 구현하는 CTransaction의 인스턴스 두 개가 같은 상태를 갖고 있을 때,

이 둘을 비교하면 참(True)이 반환된다.

 

 

- 평범한 레코드 선언예제(레코드는 참조형식이지만 값 형식처럼 Equals() 메소드를 구현하지 않아도 비교가 가능하다)

record CTransaction

{

     public string From     {get; init;}

     public string To        {get; init;}

     public int     Amount {get; init;}

}

 

 

<예제> 클래스로 불변 객체 구현하기...이고 싶었는데 그마저도 현재 나의C# 컴파일러 버전 수준이 낮은 관계상

프로퍼티 Init 대신 set으로 작성하였다..

Equals 비교 연산 오버라이딩하고 호출해보는 것을 한번 구동해봤다는데 의의를 두기로..

using System;

namespace Record
{
    class CTransaction 
    {
        public string From{ get; set; }
        public string To { get; set; }
        public int Amount { get; set; }
        public override string ToString()
        {
            return $"{From,-10} -> {To,-10} : ${Amount}";
        }
        public override bool Equals(object obj)
        {
            CTransaction target = (CTransaction)obj;
            if(this.From == target.From && this.To == target.To && this.Amount == target.Amount) return true;
            else return false;
        }
    }

    class MainApp
    {
        static void Main(string[] args)
        {
            CTransaction tr1 = new CTransaction { From="Alice", To="Bob",Amount=100 };
            CTransaction tr2 = new CTransaction { From = "Bob", To = "Charlie", Amount = 50 };

            Console.WriteLine(tr1);
            Console.WriteLine(tr2);
            Console.WriteLine($"tr1 equals to tr2 : {tr1.Equals(tr2)}");

            CTransaction tr3 = new CTransaction { From = "Charlie", To = "Alice", Amount = 50 };
            CTransaction tr4 = new CTransaction { From = "Charlie", To = "Alice", Amount = 50 };
            Console.WriteLine($"tr3 equals to tr4 : {tr3.Equals(tr4)}");

        }
    }
}

 

<출력 결과>

Alice      -> Bob        : $100
Bob        -> Charlie    : $50
tr1 equals to tr2 : False
tr3 equals to tr4 : True