값형과 참조형

I. 값형 (Value Type)

 : 변수에 값을 직접 저장하는 형식의 데이터

 : 변수가 실제 데이터를 보유함.

 : 변수를 다른 변수에 할당하거나 전달할 때 값이 복사됨.

 : 메모리의 stack 영역에 저장됨.

 

스택 (stack)

   : 메모리에서 메서드의 호출과 관계되는 지역 변수와 매개변수가 저장되는 영역

   : 메서드의 호출과 함께 할당되며, 메서드의 호출이 끝나면 소멸됨.

 

 

 값형 데이터를 할당한 변수를 수정할 경우, 해당 변수의 값만 변경하므로, 다른 변수에 영향을 주지 않는다.

static void Main(string[] args)
{
    int a = 1;
    int b = a;
    Console.WriteLine($"a : {a} , b : {b}");   // a : 1 , b : 1
    b += 1;
    Console.WriteLine($"a : {a} , b : {b}");   // a : 1 , b : 2
                            // !!  b 는 a 를 복사하였지만, b의 변화가 a에 영향을 미치지 않음
}

 

구조체는 값형

struct MyStruct
{
    public int Value;
}

MyStruct struct1 = new MyStruct();
struct1.Value = 10;

MyStruct struct2 = struct1; // struct2는 struct1의 값 복사

struct2.Value = 20;

Console.WriteLine(struct1.Value); // 출력 결과: 10

 

II. 참조형 (Reference Type)

  : 변수가 데이터에 대한 참조(메모리 주소)를 저장하는 형식의 데이터

  : 변수가 실제 데이터가 있는 메모리 주소를 보유함.

  : 변수를 다른 변수에 할당하거나 전달할 때 메모리 주소를 복사함.

  : 데이터(값 자체)는 힙 영역에 저장되고, 힙에 저장된 메모리 주소는 스택 영역에 저장됨.

 

힙 (Heap)

   : 프로그램 실행 중에 동적으로 할당된 데이터와 객체가 저장되는 메모리 영역

   : 프로그램 실행 중에 가변적인 크기의 데이터를 저장하기 위해 사용

 

참조형 데이터를 할당한 변수를 수정할 경우, 다른 변수도 동일한 메모리 주소를 공유하므로 영향을 준다.

클래스는 참조형

class MyClass
{
    public int Value;
}

MyClass obj1 = new MyClass();
obj1.Value = 10;

MyClass obj2 = obj1; // obj2는 obj1과 동일한 객체를 참조

obj2.Value = 20;

Console.WriteLine(obj1.Value); // 출력 결과: 20

 

III. 박싱과 언박싱

 

박싱 (Boxing)

 : 값형을 참조형으로 변환하는 과정

 : 갑형 변수의 값을 메모리의 힙 영역에 할당된 객체로 래핑.

    

언박싱 (Unboxing)

  : 박싱된 객체를 다시 값형으로 변환하는 과정

using System;

class Program
{
    static void Main()
    {
        int num1 = 10;
        object obj = num1; // 박싱
        int num2 = (int)obj; // 언박싱
        Console.WriteLine("num1: " + num1); // 출력 결과: 10
        Console.WriteLine("num2: " + num2); // 출력 결과: 10
        
        List<object> myList = new List<object>(); // object 타입은 참조 형식

        int intValue = 10;
        myList.Add(intValue); // int를 object로 박싱하여 추가

        float floatValue = 3.14f;
        myList.Add(floatValue); // float를 object로 박싱하여 추가

        int value1 = (int)myList[0]; // object를 int로 언박싱
        float value2 = (float)myList[1]; // object를 float로 언박싱
    }
}

 

너무 많은 박싱과 언박싱이 일어나면, 성능 저하가 일어남.

  : 박싱을 하면서, 스택에 있는 값형식의 데이터를 복사하여 힙에 할당.

  : 언박싱을 하면서, 힙에 할당한 데이터를 다시 스택에 가져오면서, 힙에 가비지가 쌓이게 됨.

  : 그렇기 떄문에 다양한 형식을 사용해야할 경우, 제네릭을 통해 박싱/ 언박싱이 일어나지 않도록 개체의 타입을 미지 지정함.