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1.2.3 배열형(Array types)
배열은 단차원(single-dimensional)과 복수차원(multi-dimensional)이 있다. 사각형(rectangular) 배열과 톱니형(jagged) 배열이 지원된다.
단차원 배열은 가장 일반적이기 때문에 배열을 배우기 시작하는데 좋다. 예를 들어,
using System;
class Test
{
static void Main() {
int[] arr = new int[5];
for (int i = 0; i < arr.Length; i++)
arr[i] = i * i;
for (int i = 0; i < arr.Length; i++)
Console.WriteLine("arr[{0}] = {1}", i, arr[i]);
}
}
정수의 단차원 배열을 만드는 예제였다. 먼저 배열 요소를 초기화하고, 각각 찍어냈다.(print)
결과는 다음과 같다.
arr[0] = 0
arr[1] = 1
arr[2] = 4
arr[3] = 9
arr[4] = 16
위의 예에서 배열형으로서 int[]형이 쓰여졌다. 배열형은 한개 이상의 열 구분자(rank specifiers)를 수반해서 non-array-type 으로 쓰여진다.
class Test
{
static void Main() {
int[] a1; // 단차원 정수배열
int[,] a2; // 이차원 정수배열
int[,,] a3; // 삼차원 정수 배열
int[][] j2; // 톱니형 정수 배열. (정수 배열의 정수 배열)array of (array of int)
int[][][] j3; // 배열의 배열의 정수 배열 array of (array of (array of int))
}
}
이것은 정수형을 요소로 갖고 있는 배열을 이용한 다양한 지역변수 선언이다.
배열은 참조형이다. 그래서 가변성의 배열에 대한 선언은 단지 배열에 대한 참조를 위한 공간을 챙겨둔다. 배열 인스턴스(instances) 실제로 배열 초기자와 생성식을 경유해서 만들어진다.
class Test
{
static void Main() {
int[] a1 = new int[] {1, 2, 3};
int[,] a2 = new int[,] {{1, 2, 3}, {4, 5, 6}};
int[,,] a3 = new int[10, 20, 30];
int[][] j2 = new int[3][];
j2[0] = new int[] {1, 2, 3};
j2[1] = new int[] {1, 2, 3, 4, 5, 6};
j2[2] = new int[] {1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9};
}
}
다양한 배열 생성식이다. 변수 a1, a2 , a3 는 사각형 배열을 나타내는 기호이고, j2는 톱니형 배열을 나타내는 기호이다. 이런 용어는 배열의 모양에 중심을 둔것으로 전혀 놀랄 것이 없다. 사각형 배열은 언제나 사각형 모양을 하고 있고 각각의 차원에 대한 길이가 주어진다. 따라서 그 모양이 명확하다. 삼차원 배열 a3의 길이는 각각10, 20, 30을 가지며, 이 배열은 10*20*30개의 요소를 갖는다.
대조적으로 j2는 톱니형 배열을 나타내고 있으며 다르게 배열의 배열 (array of arrays)이라고도 한다. 구체적으로, j2는 정수 배열의 배열, 또는 정수형의 단차원의 배열이고 이것은 톱니 모양을 갖는다. 위의 예에서 int[] arrays 은 각각 다른 길이를 갖는데, j2[0]은 3, j2[1]은 6, ja[2]은 9의 길이를 갖는다.
요소의 형과 차원의 수는 배열형의 한 부분이지만 각각의 차원의 길이는 아니다. 이 차이는 언어 구문론(language syntax)을 통해 명확히 이해가 가능한데, 각각의 차원의 길이는 배열형에서 라기 보다 생성식에서 지정되기 때문에 배열형의 부분으로서 인정되지 않는다. 다음 선언을 예로 보자.
int[,,] a3 = new int[10, 20, 30];
위의 식은 int[,,] 에서 정수형의 배열임을, new int[10, 20, 30]에서 배열의 생성식을 보여주고 있다.
지역 변수와 필드(field) 선언 에 대해서 속기가 허용되어 배열의 형을 다시 쓸 필요가 없어졌다.
int[] a1 = new int[] {1, 2, 3};
은
int[] a1 = {1, 2, 3};
으로 언어 의미의 변화 없이 바꾸어 쓸 수 있다.
{1, 2, 3}같은 배열 초기자안에서 문맥(context)은 초기화 되어지는 배열의 형을 결정하는데 쓰여진다. 예를 보자
class Test
{
static void Main() {
short[] a = {1, 2, 3};
int[] b = {1, 2, 3};
long[] c = {1, 2, 3};
}
}
이것은 같은 배열 초기자들이 다른 여러 배열형에 쓰여질 수 있음을 보여준다. 왜냐하면 문맥은 배열 초기자들의 형을 경정하는데 요구되고, 한 식의 문맥 안에서 하나의 배열 초기자가 사용될 수 없기 때문이다.
1.2.4 형 시스템 통합(Type system unification)
씨샾(C#)은 Type system unification 을 제공한다. value types 을 포함해서 모든 형들은 type object에서 부터 이끌어 내어 진다. 따라서 int 같은 기본 값 value 에서는 물론, 모든 값에서 object method를 호출하는 것이 가능하다.
using System;
class Test
{
static void Main() {
Console.WriteLine(3.ToString());
}
}
object으로 정의된 정수 그대로의 ToString method 를 호출한다.
The example
class Test
{
static void Main() {
int i = 123;
object o = i; // boxing
int j = (int) o; // unboxing
}
}
위의 예는 무척 흥미롭다. int값이 object값으로 변환되었다가 다시 원래대로 돌아왔다. 이예는 boxing과 unboxing에 대해 보여준다. value type 의 변수가 참조형으로 변환되어야 할 필요가 있을 경우 object box 는 그 값을 유지하기 위해 배치된다. 그리고 그 값은 box로 복사된다. Unboxing은 바로 정반대이다. object box 에 대해 그 값이 원래 모습으로 쓰이기 위해 호출 될때, 그 값은 box 에서 적절한 위치로 복사된다.
이 형 시스템 통합은 필요 없는 고가도로(overhead)의 소개 없이 object-ness 의 이득과 함께 value types 을 제공한다. int가 objects처럼 행동해야 할 필요가 없는 프로그램에서 int 값은 단지 32-bit 값이다. int가 objects처럼 행동해야 할 필요가 있는 프로그램에서 이 것은 즉시 사용 가능하다. 대부분의 언어에서 갖고있는 value types 과 reference types 의 틈에서 value types 을 objects으로 다루는 능력은, 다리 역할을 하게된다. 예를 들어 Stack 클래스는 object values를 가져오고 다시 보내는 Push와 Pop methods를 제공할 것이다.
public class Stack
{
public object Pop() {...}
public void Push(object o) {...}
}
C#이 통합된 형 시스템을 갖고 있기에, Stack class 는 int같은 value types 을 포함해서 모든 형의 stacks에 사용될 것이다.
1.3 변수와 인자(Variables and parameters)
변수는 저장 위치를 나타낸다. 모든 변수는 변수 안에 어떤 값(value)이 들어갈 수 있는지를 결정하는 형(type)을 가지고 있다. 지역 변수(Local variables)는 methods, properties, 또는 indexers 안에서 선언되는 변수이다. 하나의 지역 변수는, 형의 이름이나 변수의 이름이나 추가적인 초기화 값 등을 나타내는 선언자가 구체적으로 명시되면서 일반적으로 정의된다
int a;
int b = 1;
하지만 여러 개의 선언자(declarator)들을 포함하는 지역 변수의 선언도 가능하다. a와 b의 선언은 다음처럼 쓰여질 수 있다.
int a, b = 1;
변수는 값을 얻기 전에 명확하게 정해져야만 한다. 예를 들어,
class Test
{
static void Main() {
int a;
int b = 1;
int c = a + b;
...
}
}
잘못되었다. 이것은 변수가 값을 할당 받기도 전에 사용하려고 한 것이 문제이다.
필드(field)는 클래스나 구조체 혹은, 클래스나 구조체 속의 인스턴스와 함께 연합한 변수이다. 필드는 static modifier 함께 정의 된 것을 static variable, modifier없이 정의 된 것을 instance variable이라 한다. 예,
using System.Data;
class Employee
{
private static DataSet ds;
public string Name;
public decimal Salary;
...
}
는 하나의 private static 변수와 두개의 public 인스턴스 변수를 갖는 Employee class 를 보여준다.
공식적인 인자(parameter) 선언은 변수의 정의 또한 한다. 여기에는 네 가지의 인자가 있다.:
value parameters, reference parameters, output parameters, parameter arrays
value parameter 는 “in”인자 통과나(argument의 값이 method로 통과해 들어가는) 그리고 원래 argument에 영향을 주지 않는 인자의 변경을 위해 쓰인다. value parameter는 argument에 대응하는 메모리와 전혀 다른 자신의 메모리 주소를 언급한다. 이 메모리 주소는 argument에 대응하는 값의 복사에 의해서 초기화된다. 다음 예는
using System;
class Test {
static void F(int p) {
Console.WriteLine("p = {0}", p);
p++;
}
static void Main() {
int a = 1;
Console.WriteLine("pre: a = {0}", a);
F(a);
Console.WriteLine("post: a = {0}", a);
}
}
p라는 이름의 value parameter 를 가진 method F를 보여준다. 이것의 결과는 다음과 같다.
pre: a = 1
p = 1
post: a = 1
비록 parameter p 가 변경되었지만 위과 같은 결과를 보여 준다.
A reference parameter는 호출자가 주어진(caller-provided) argument에서 병칭으로 행동하는 인자인 참조에 의한 인자의 통과에 쓰인다. reference parameter 는 스스로 메모리 주소를 지정할 수 없는 대신에 argument에 대응하는 메모리 주소를 언급한다. reference parameter 의 변경은 대응하는 argument에 바로 즉시 영향을 준다. A reference parameter 는 a ref 변경자와 함께 선언된다. 다음 예를 보자.
using System;
class Test {
static void Swap(ref int a, ref int b) {
int t = a;
a = b;
b = t;
}
static void Main() {
int x = 1;
int y = 2;
Console.WriteLine("pre: x = {0}, y = {1}", x, y);
Swap(ref x, ref y);
Console.WriteLine("post: x = {0}, y = {1}", x, y);
}
}
두개의 참조 인자를 가진 Swap method를 보여주었다. 이 프로그램의 결과는 다음과 같다.
pre: x = 1, y = 2
post: x = 2, y = 1
ref 라는 단어(keyword)는 인자의 형식과 사용을 선언하는데 사용되었다. 호출 위치에서의 ref의 사용은 인자에 대한 특별한 주의를 상기시켜 개발자들이 그 호출의 결과로 argument이 바뀔 수 있음을 이해시킨다.
output parameter 는 caller-provided argument의 초기화 값이 중요 하지 않다는 점만을 제외하고는 참조 인자와 비슷하다. output parameter 는 out 변경자와 함께 선언되어 진다.
using System;
class Test {
static void Divide(int a, int b, out int result, out int remainder) {
result = a / b;
remainder = a % b;
}
static void Main() {
for (int i = 1; i < 10; i++)
for (int j = 1; j < 10; j++) {
int ans, r;
Divide(i, j, out ans, out r);
Console.WriteLine("{0} / {1} = {2}r{3}", i, j, ans, r);
}
}
}
나누어진 값과 나머지를 output parameters 로 하는 Divide method 였다.
value, reference, output parameters 이들은 caller-provided argument와 그들을 대표하는데 사용된 인자들 사이에서 일대일 대응이었다. 하지만 parameter array 는 다대일 관계가 가능하게 해준다. 다른 말로 인자 배열은 다양한 argument lists와 대응한다.
parameter array 는 params 변경자 (modifier) 와 함께 선언된다. 주어진 method 에 대해 하나의 인자 배열만이 허용되며 이것으로 마지막 인자는 항상 명확해진다. 인자 배열의 형은 일차원 배열형이다. 호출자는 이 배열형의 single argument 를 통과시키는 한편, 이 배열형 요소의 어떤 수의 arguments 또한 통과 시킨다. 예를 보자
using System;
class Test
{
static void F(params int[] args) {
Console.WriteLine("# of arguments: {0}", args.Length);
for (int i = 0; i < args.Length; i++)
Console.WriteLine("\targs[{0}] = {1}", i, args[i]);
}
static void Main() {
F();
F(1);
F(1, 2);
F(1, 2, 3);
F(new int[] {1, 2, 3, 4});
}
}
다양한 수의 정수 arguments를 가진 method F와 이 method의 몇몇 invocation을 보였다.
다음은 그 결과이다.
# of arguments: 0
# of arguments: 1
args[0] = 1
# of arguments: 2
args[0] = 1
args[1] = 2
# of arguments: 3
args[0] = 1
args[1] = 2
args[2] = 3
# of arguments: 4
args[0] = 1
args[1] = 2
args[2] = 3
args[3] = 4
이 강좌에서 대부분의 예에서 우리는 Console 클래스의 WriteLine method를 사용하였다. 다음 예에서 이 method 의 치환작용을 볼 수 있을 것이다.
int a = 1, b = 2;
Console.WriteLine("a = {0}, b = {1}", a, b);
다음 WriteLine method는 일반적인 cases에 대해 몇몇 overloaded methods와 하나의 인자 배열을 이용한 method 를 보여준다.
namespace System
{
public class Console
{
public static void WriteLine(string s) {...}
public static void WriteLine(string s, object a) {...}
public static void WriteLine(string s, object a, object b) {...}
...
public static void WriteLine(string s, params object[] args) {...}
}
}