C# - 메서드와 구조체 완전 정복: 재사용성부터 구조 설계 + 구조체 메모리

🧩 메서드란 무엇인가?

✅ 메서드의 정의

메서드(Method)는 프로그램에서 특정한 작업을 수행하도록 정의된 코드 블록이다.
복잡한 코드를 기능별로 분리하여 모듈화함으로써 코드의 재사용성, 가독성, 유지보수성을 높일 수 있다.

C#에서 메서드는 클래스나 구조체 내에 정의되며, 외부에서 호출할 수 있다. 메서드는 일반적으로 다음과 같은 역할을 수행한다.

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✨ 메서드의 주요 특징

• 코드 재사용성
  반복적으로 사용되는 코드를 메서드로 정의해 한 번만 작성하면 여러 곳에서 호출하여 사용할 수 있다.
• 모듈화(Modularity)
  프로그램을 논리적인 단위로 나눌 수 있다. 각 메서드는 하나의 작업에만 집중하도록 설계하는 것이 좋다.
• 가독성 향상
  메서드 이름만 보고 어떤 동작을 수행하는지 예측 가능하므로 코드 전체의 흐름을 이해하기 쉬워진다.
• 유지보수 용이성
  버그 수정이나 기능 변경 시, 메서드 단위로 수정이 가능하므로 다른 코드에 미치는 영향을 최소화할 수 있다.
• 중복 제거
  동일하거나 유사한 코드가 여러 번 반복되는 경우, 하나의 메서드로 추출해 중복을 제거할 수 있다.

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🧠 왜 메서드가 필요한가?

초보 개발자가 작성한 코드에서 가장 흔히 나타나는 문제는 같은 로직을 반복해서 작성하는 것이다.
이때 메서드를 사용하면 아래와 같은 이점을 누릴 수 있다.

 

기존 코드 문제	메서드를 사용할 경우
반복되는 코드로 가독성 저하	하나의 메서드로 대체 가능
수정할 때 모든 부분을 수정해야 함	메서드 하나만 수정하면 됨
기능 구분이 어려움	각 기능별로 나눠서 구성 가능

 

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📌 예시: 메서드 없이 작성한 코드

Console.WriteLine("안녕하세요!");
Console.WriteLine("안녕하세요!");
Console.WriteLine("안녕하세요!");

📌 예시: 메서드 사용 후

void PrintGreeting() {
    Console.WriteLine("안녕하세요!");
}

// 호출
PrintGreeting();
PrintGreeting();
PrintGreeting();

→ 코드의 길이는 줄고, 가독성은 향상된다.

 

🧩 메서드 선언과 호출

✅ 메서드를 선언하는 방법

C#에서 메서드는 다음과 같은 구조로 선언한다.

[접근 제한자] [반환 타입] [메서드 이름]([매개변수 목록])
{
    // 실행할 코드
}

예를 들어,

public int Add(int a, int b)
{
    return a + b;
}

위의 예시는 Add라는 이름의 메서드를 정의한 것이다.
이 메서드는 두 개의 정수 매개변수를 받아 합산한 결과를 정수형으로 반환한다.

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✨ 각 구성 요소 설명

• 접근 제한자 (Access Modifier)
  외부에서 이 메서드를 사용할 수 있는지 여부를 결정한다.
  • public: 클래스 외부에서도 접근 가능
  • private: 선언된 클래스 내부에서만 사용 가능 (기본값)
  • protected, internal 등도 존재
• 반환 타입 (Return Type)
  메서드가 실행 후 반환하는 데이터의 자료형을 나타낸다.
  • 예: int, string, bool, void 등
  • 반환값이 없을 경우 void를 사용
• 메서드 이름 (Method Name)
  메서드를 식별하는 이름이다. 호출 시 이 이름을 사용한다.
  • 예: PrintMessage, CalculateSum 등
• 매개변수 목록 (Parameter List)
  메서드 실행에 필요한 외부 데이터를 전달받는 변수 목록이다.
  • 자료형과 변수명을 함께 정의한다
  • 0개 이상 정의 가능하며, 쉼표(,)로 구분

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📌 예제: 다양한 메서드 선언

// 반환값이 없는 메서드
public void SayHello()
{
    Console.WriteLine("안녕하세요!");
}

// 매개변수를 받는 메서드
public void GreetUser(string name)
{
    Console.WriteLine($"{name}님, 반갑습니다!");
}

// 반환값이 있는 메서드
public int Multiply(int a, int b)
{
    return a * b;
}

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🧪 메서드 호출 방법

메서드를 호출하려면 메서드 이름 뒤에 괄호를 열고, 필요한 매개변수를 넣는다.

메서드이름(전달할 인자값);

예제

SayHello();                      // 매개변수 없음
GreetUser("재은");              // 문자열 매개변수 전달
int result = Multiply(3, 4);     // 반환값 사용

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💡 주의사항

• 호출 시 전달하는 인자의 개수, 순서, 자료형은 메서드 선언과 반드시 일치해야 한다.
• 메서드는 호출 전에는 실행되지 않으며, 반드시 호출해야 코드가 실행된다.
• void 메서드는 값을 반환하지 않으므로 별도로 변수에 저장하지 않는다.

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📘 실전 예제

void PrintStars(int count)
{
    for (int i = 0; i < count; i++)
    {
        Console.Write("*");
    }
    Console.WriteLine();
}

// 호출
PrintStars(10);
PrintStars(5);

 

 

🧩 매개변수와 반환값

✅ 매개변수(Parameter)란?

매개변수는 메서드가 외부로부터 데이터를 받아들일 수 있도록 정의된 변수이다.
메서드를 호출할 때, 전달된 값을 메서드 내부에서 사용할 수 있게 해준다.

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✨ 매개변수의 특징

• 메서드 선언부에 자료형 + 변수명 형태로 정의한다.
• 메서드 호출 시 괄호 안에 인자를 전달하면, 해당 인자가 매개변수로 복사된다.
• 여러 개의 매개변수를 사용할 수 있으며, 콤마(,)로 구분한다.
• 매개변수는 메서드 내에서 지역 변수처럼 사용된다.

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📌 예제: 매개변수를 사용하는 메서드

void PrintMessage(string name)
{
    Console.WriteLine($"{name}님, 반갑습니다!");
}

// 호출
PrintMessage("재은");  // 출력: 재은님, 반갑습니다!

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✅ 반환값(Return Value)이란?

반환값은 메서드가 작업을 수행한 후 결과를 호출한 곳으로 돌려주는 값이다.
반환값이 있는 메서드는 return 키워드를 사용하여 값을 반환한다.

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✨ 반환값의 특징

• 반환값의 자료형은 메서드 선언부의 반환 타입과 반드시 일치해야 한다.
• 메서드가 return을 만나면 즉시 종료되며, 값을 호출한 곳에 돌려준다.
• void를 사용하는 경우에는 반환값이 없으며, return;만 사용해 메서드를 종료할 수 있다.

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📌 예제: 반환값이 있는 메서드

int Add(int a, int b)
{
    return a + b;
}

// 호출
int sum = Add(10, 20);
Console.WriteLine("합계: " + sum);  // 출력: 합계: 30

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✅ void 메서드

void는 메서드가 반환값이 없다는 의미로 사용된다.
단순한 출력이나 특정 작업을 수행할 때 주로 사용한다.

void ShowNotice()
{
    Console.WriteLine("업데이트가 완료되었습니다.");
}

// 호출
ShowNotice();

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🧪 다양한 활용 예제

// 단순 출력
void PrintLine()
{
    Console.WriteLine("====================");
}

// 반복 출력
void PrintLineCount(int count)
{
    for (int i = 0; i < count; i++)
    {
        Console.Write("=");
    }
    Console.WriteLine();
}

// 합계 계산
int GetTotal(int x, int y)
{
    return x + y;
}

// 호출
PrintLine();
PrintLineCount(10);

int result = GetTotal(100, 250);
Console.WriteLine("총합: " + result);

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🧠 정리

개념	설명
매개변수	메서드 외부에서 전달되는 입력 값
반환값	메서드 실행 결과로 돌려주는 값
void	반환값이 없는 메서드에 사용하는 키워드

 

🧩 메서드 오버로딩 (Method Overloading)

✅ 메서드 오버로딩이란?

메서드 오버로딩이란 하나의 메서드 이름으로 여러 개의 메서드를 정의하는 기능이다.
매개변수의 개수, 자료형, 순서가 다르면 동일한 이름의 메서드를 중복해서 선언할 수 있다.

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✨ 오버로딩의 조건

다음 중 하나라도 다르면 오버로딩이 가능하다.

• 매개변수의 개수가 다를 경우
• 매개변수의 자료형이 다를 경우
• 매개변수의 순서가 다를 경우

⚠️ 단, 반환형만 다르게 하는 것은 오버로딩이 아니다.

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📌 예제: 오버로딩된 메서드들

void PrintInfo(string name)
{
    Console.WriteLine($"이름: {name}");
}

void PrintInfo(string name, int age)
{
    Console.WriteLine($"이름: {name}, 나이: {age}");
}

void PrintInfo(int age, string name)
{
    Console.WriteLine($"나이: {age}, 이름: {name}");
}

위 예시에서는 모두 PrintInfo라는 이름의 메서드지만,
매개변수의 개수, 순서, 자료형이 다르기 때문에 오버로딩이 가능하다.

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🧪 예제: 오버로딩을 활용한 덧셈 메서드

int Add(int a, int b)
{
    return a + b;
}

int Add(int a, int b, int c)
{
    return a + b + c;
}

double Add(double a, double b)
{
    return a + b;
}

// 호출 예시
int sum1 = Add(1, 2);           // 2개 정수
int sum2 = Add(1, 2, 3);        // 3개 정수
double sum3 = Add(1.5, 2.5);    // 2개 실수

Console.WriteLine(sum1);  // 출력: 3
Console.WriteLine(sum2);  // 출력: 6
Console.WriteLine(sum3);  // 출력: 4.0

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🔍 메서드 오버로딩의 장점

• 가독성 향상: 같은 의미의 작업을 하나의 이름으로 통일할 수 있다.
• 코드 일관성 유지: 함수 이름을 계속 바꿀 필요 없이 매개변수만 다르게 작성하면 된다.
• 유연성 증가: 다양한 형태의 인자 처리 가능

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🧠 정리

구분	오버로딩 가능 여부
매개변수 개수 다름	가능
매개변수 자료형 다름	가능
매개변수 순서 다름	가능
반환형만 다름	불가능

 

 

🔁 재귀 호출 (Recursive Call)

✅ 재귀 호출이란?

**재귀 호출(Recursion)**은 메서드가 자기 자신을 다시 호출하는 방식이다.
문제를 더 작은 단위로 나누어 같은 방법으로 반복 처리할 수 있도록 한다.

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✨ 재귀 호출의 기본 구조

void 함수이름(매개변수)
{
    if (종료 조건)
    {
        // 재귀 종료 시 실행할 코드
    }
    else
    {
        // 자기 자신 호출 (재귀)
        함수이름(매개변수 변화);
    }
}

• 반드시 **종료 조건(탈출 조건)**이 있어야 한다.
• 종료 조건이 없으면 무한 루프로 인해 Stack Overflow 오류가 발생한다.

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📌 예제: 카운트다운

void CountDown(int n)
{
    if (n <= 0)
    {
        Console.WriteLine("카운트 종료");
    }
    else
    {
        Console.WriteLine(n);
        CountDown(n - 1);  // 재귀 호출
    }
}

// 호출
CountDown(5);

출력 결과

 

5  
4  
3  
2  
1  
카운트 종료

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🔍 재귀 호출의 동작 원리

• 재귀 호출이 발생하면 호출한 메서드는 대기 상태가 되고,
  새로운 메서드가 스택에 쌓인다.
• 각 메서드 호출이 종료 조건을 만나면 하나씩 스택에서 제거되며 복귀한다.

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📌 예제: 팩토리얼 (Factorial)

int Factorial(int n)
{
    if (n <= 1)
        return 1;
    else
        return n * Factorial(n - 1);
}

// 호출
int result = Factorial(5);
Console.WriteLine(result);  // 출력: 120

• 5! = 5 × 4 × 3 × 2 × 1을 재귀적으로 계산하는 구조
• 재귀 호출이 반복되며 점점 작은 문제로 나아가고,
  마지막에 하나씩 계산되어 돌아온다.

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⚠️ 주의할 점

• 종료 조건을 반드시 정확하게 설정해야 한다.
• 너무 깊은 재귀 호출은 **스택 메모리 초과(Stack Overflow)**를 유발할 수 있다.
• 복잡한 재귀는 반복문으로 대체하는 것이 더 효율적인 경우도 있다.

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🧠 정리

항목	내용
정의	메서드가 자기 자신을 다시 호출하는 방식
장점	문제를 단순하고 직관적으로 표현 가능
단점	과도한 재귀는 스택 오버플로우 위험 있음
필수 요소	종료 조건 존재 필요

 

🛠️ 메서드 활용 사례

✅ 메서드는 왜 사용하는가?

메서드는 단순히 코드를 줄이기 위한 도구가 아니라,
코드의 품질을 높이고 유지보수를 용이하게 만들기 위한 핵심 구조이다.

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📌 메서드를 사용해야 하는 이유

● 코드의 재사용성

• 동일한 작업을 여러 번 구현할 필요 없이, 메서드로 정의한 뒤 필요할 때마다 호출하여 사용 가능하다.
• 반복되는 작업을 메서드로 추출하면 코드의 중복을 제거할 수 있다.

● 가독성 향상

• 메서드는 코드를 의미 단위로 분리해주므로 전체 구조를 파악하기 쉬워진다.
• 메서드 이름만 보고도 해당 블록의 역할을 빠르게 이해할 수 있다.

● 유지보수의 편리함

• 특정 기능을 수정할 때 해당 메서드만 수정하면 되므로, 전체 코드에 영향을 주지 않는다.
• 기능이 독립적으로 분리되어 있어 디버깅 및 테스트가 용이하다.

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📎 예제: 메서드 없이 구현한 코드

double radius = 5.0;
double circleArea = Math.PI * radius * radius;

double width = 3.0;
double height = 4.0;
double rectangleArea = width * height;

Console.WriteLine("원의 넓이: " + circleArea);
Console.WriteLine("사각형의 넓이: " + rectangleArea);

• 간단한 예시지만, 계산 로직이 메인 흐름과 뒤섞여 있어 확장성과 재사용성이 떨어진다.

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📎 예제: 메서드를 활용한 코드 개선

double CalculateCircleArea(double radius)
{
    return Math.PI * radius * radius;
}

double CalculateRectangleArea(double width, double height)
{
    return width * height;
}

// 호출부
double circleArea = CalculateCircleArea(5.0);
double rectangleArea = CalculateRectangleArea(3.0, 4.0);

Console.WriteLine("원의 넓이: " + circleArea);
Console.WriteLine("사각형의 넓이: " + rectangleArea);

• 계산 로직이 메서드로 분리되어 의도가 명확하고 유지보수가 쉬워졌다.
• 다른 곳에서도 이 메서드를 재사용할 수 있다.

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🔍 실전에서의 활용 사례

기능 예시	메서드 활용 방안
플레이어 스탯 계산	CalculatePlayerStats() 메서드로 분리
UI 업데이트	UpdateUI() 메서드로 분리
아이템 효과 적용	ApplyItemEffect(Item item) 메서드 활용
입력 처리	HandleInput() 메서드로 일관 처리

 

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🧠 정리

항목	설명
재사용성	반복되는 코드 제거, 호출만으로 재활용 가능
가독성	코드 블록을 명확히 나눠 목적 파악이 쉬움
유지보수	변경이 필요할 때 해당 메서드만 수정하면 됨
확장성	기능이 명확히 분리되어 새로운 기능 추가 용이

 

🧱 구조체 (Struct)

✅ 구조체란?

**구조체(Struct)**는 여러 데이터를 하나로 묶어서 새로운 사용자 정의 자료형을 만드는 방식이다.
C#에서는 구조체를 통해 관련된 데이터를 하나의 단위로 관리할 수 있으며, 클래스와 유사하지만 값 타입이라는 차이가 있다.

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🧩 구조체의 특징

항목	설명
키워드	struct
타입 구분	값 타입 (Value Type)
저장 위치	스택(Stack)에 저장
상속 여부	클래스와 달리 구조체는 상속이 불가능
기본 생성자	기본 생성자를 직접 정의할 수 없음 (컴파일러가 자동 생성)
용도	데이터 묶음, 경량 객체 등 성능이 중요한 상황에서 사용

 

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🛠️ 구조체 선언 예시

struct Person
{
    public string Name;
    public int Age;

    public void PrintInfo()
    {
        Console.WriteLine($"이름: {Name}, 나이: {Age}");
    }
}

• Person이라는 구조체는 이름과 나이를 하나의 단위로 묶은 사용자 정의 자료형이다.
• PrintInfo() 메서드를 포함할 수 있어 간단한 동작도 구조체 내부에서 처리 가능하다.

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🧪 구조체 사용 예시

Person person1;
person1.Name = "재은";
person1.Age = 26;
person1.PrintInfo();

출력

이름: 재은, 나이: 26

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🧠 클래스와 구조체의 차이점

항목	클래스	구조체
타입	참조 타입 (Reference Type)	값 타입 (Value Type)
저장 위치	힙 (Heap)	스택 (Stack)
상속 가능 여부	가능	불가능
기본 생성자	정의 가능	정의 불가 (자동 생성)
성능	상대적으로 느림	상대적으로 빠름
용도	복잡한 기능, 상속 활용	간단한 데이터 묶음, 성능 중시

 

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📎 구조체 활용 사례

• 좌표 정보: Point, Vector2, Vector3
• 게임 내 스탯 구조: PlayerStats, ItemData
• 색상 정보: Color
• 시간 정보: DateTime (구조체 기반)

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⚠️ 구조체 사용 시 주의점

• 구조체는 값 타입이기 때문에 복사 시 전체 값이 복사된다.
• 복사 비용이 큰 경우 (예: 멤버가 너무 많거나 무거운 객체일 때)는 클래스가 더 적합하다.
• 구조체 내부에서 복잡한 상태를 관리하거나 상속이 필요할 경우는 클래스를 사용하는 것이 바람직하다.

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✅ 정리

핵심 포인트	설명
값 타입 구조	스택에 저장되어 성능이 좋음
경량 객체에 적합	좌표, 색상, 간단한 정보 구조
클래스보다 제한적	상속 불가, 생성자 제약 등 있음
데이터 묶음에 용이	여러 데이터를 하나의 단위로 관리 가능

 

 

❓

근데 갑자기 문득 궁금해졌다 구조체는 값 타입이라고 하니 그럼 기본적으로 스택에 저장이 되겠구나 싶었다.

근데 GPT에게 물어보니..

✅ 정리

사용 방식	저장 위치
지역 변수로 선언한 구조체	스택
클래스의 필드로 구조체 포함	힙
박싱된 구조체	힙
new 키워드로 구조체 초기화	스택

❓

이렇게 얘기하는것이 아니겠나..흠..그러면 여러 조건으로 물어봤을때는 어떻게 대답하는지 궁금하다.

Q. 오 그러면 구조체를 클래스 내에서 선언하고 사용하면 힙에 저장되고, 구조체를 오브젝트 타입으로 변수를 선언하면 힙에 저장되고(박싱), new 키워드로 구조체를 초기화하면 스택으로 존재한다는거지? 근데 만약 클래스 내에서 하면 힙이고?

 

✅ 구조체의 저장 위치: 스택 vs 힙 정리

1. 구조체가 지역 변수일 때 (함수 안에서 선언)

void Test()
{
    PlayerState player = new PlayerState(); // 구조체
}

• 구조체는 값 타입이기 때문에 스택(stack) 에 저장됨.
• new 키워드는 힙 할당이 아니라, 필드 초기화만 해줌.

🔹 new를 썼다고 힙에 저장되는 것이 아님!

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2. 구조체가 클래스의 필드일 때

class Game
{
    public PlayerState player;
}

• Game 객체는 힙(heap) 에 저장되며,
• 그 안에 있는 구조체 필드(player)도 힙 안에 포함됨.

🔹 구조체의 위치는 해당 구조체가 포함된 객체의 위치를 따름.

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3. 구조체를 object로 저장 (박싱)

object obj = new PlayerState();

• 구조체는 값 타입이기 때문에 object와 같은 참조 타입에 저장할 때 박싱(Boxing) 이 발생함.
• 이 경우, 구조체 복사본이 힙에 새로 생성됨.

🔹 object, interface 등에 구조체를 담으면 힙에 박싱됨.

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📌 결론 요약

선언 위치/사용 방식	저장 위치	비고
지역 변수로 선언된 구조체	스택	기본적인 값 타입 동작
new 키워드로 초기화된 구조체	스택	단순 필드 초기화
클래스의 필드로 포함된 구조체	힙	클래스가 힙에 저장되기 때문
구조체를 object로 박싱했을 때	힙	박싱 발생
구조체 배열의 경우 (배열이 힙에 있음)	힙	배열은 참조 타입이라 힙에 생성됨

 

❓

흠.. 또 궁금한게 생겼습니다 클래스 내에서 구조체를 선언하고 사용하면 힙에 저장된다고 하는데 기본적으로 구조체는 스택에 저장된다고 하니까 근데 그럼 구조체는 값을 스택에 저장된다고 했는데 그러면 클래스 내에서 구조체를 선언하고 사용하면 힙에 구조체의 주소값을 가지고있고 스택에 값을 저장하는 것인가? 라는 궁금증이 생겼다.

 

 

❌ “힙에 구조체의 주소값이 있고, 값은 스택에 있다” → ❌ 틀린 표현이야.

구조체는 값 타입이기 때문에, 그 값 자체가 어디에 저장되느냐가 중요해.
값 타입은 참조가 아니라 실제 데이터를 그 자리에 복사해서 보관하는 성격이야.

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✅ 정답: 클래스의 필드로 구조체가 있을 경우 → 구조체 전체 값이 힙에 존재한다.

예시로 보면:

struct PlayerState
{
    public int hp;
    public int mp;
}

class Game
{
    public PlayerState state;
}

Game game = new Game();

• game 객체는 new로 생성되므로 힙(heap) 에 저장됨.
• 그 안에 있는 state 필드는 구조체니까 값 타입이지만,
• 클래스 내부에 포함되어 있으므로 state의 값 전체가 힙에 함께 저장된다.

👉 이때 힙에 있는 건 구조체의 “주소”가 아니라 “실제 값”이야.

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💡 정리

상황	구조체의 위치	저장되는 것
지역 변수로 선언됨	스택	구조체의 값
클래스의 필드로 선언됨	힙 (클래스 내부)	구조체의 값
object에 박싱됨	힙 (박싱된 객체 내부)	구조체의 값

 

 

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📌 혼동주의

구조체는 참조 타입처럼 “주소만 저장되고 값은 따로” 있는 게 아님.
구조체는 항상 값 자체가 그 위치에 복사되어 저장됨.

 

✅

오케이! 궁금증 해결!