C# - 클래스와 구조체의 차이

이전까지의 글에서 클래스(Class)와 구조체(Struct)에 대해서 다뤘었다.

해당 글에서도 둘의 차이에 대해 비교해 보았지만 이번 글에서는 이 차이점만을 다뤄보려 한다.

 

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값 타입 (Value type) vs 참조 타입 (Reference Type)

 

값 타입 (Value Type)

• 스택(Stack)에 저장되는 데이터
• 데이터를 복사해서 전달
• 독립된 값을 가지므로, 다른 변수에 복사해도 원본과 무관

int a = 10;
int b = a; // 값 복사
b = 20;

Console.WriteLine(a); // 10
Console.WriteLine(b); // 20

 

참조 타입 (Reference Type)

• 힙(Heap)에 객체가 저장되고, 스택에는 그 주소(참조)만 저장
• 변수를 복사하면, 참조가 복사되므로 같은 객체를 가리킴

class Person
{
    public string Name;
}

Person p1 = new Person();
p1.Name = "Alice";

Person p2 = p1; // 참조 복사
p2.Name = "Bob";

Console.WriteLine(p1.Name); // "Bob"

 

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클래스(Class)와 구조체(Struct)의 차이

C#에서 클래스는 참조 타입, 구조체는 값 타입으로 정의된다.

class Car
{
    public int Speed;
}

struct Point
{
    public int X;
    public int Y;
}

 

메모리 배치

• 클래스 (참조 타입)
  • 힙에 실제 데이터 저장
  • 스택에는 힙 주소만 저장
  • GC가 관리
• 구조체 (값 타입)
  • 스택에 직접 데이터 저장 (단, 배열·리스트에 들어가면 힙에 올라가기도 함)
  • 값 자체를 복사해서 전달

 

생성자와 초기화

• 클래스: new 필요 (참조 생성)
• 구조체: new 없이도 선언 가능, 단 필드 초기화 필수

Car car = new Car();     // new 필수
Point p;                 // new 없어도 선언 가능
p.X = 10;
p.Y = 20;

 

상속 여부

• 클래스: 상속 가능 (class B : A)
• 구조체: 상속 불가, 다만 인터페이스 구현은 가능

class Animal { }
class Dog : Animal { } // 가능

struct MyStruct { }
// struct Child : MyStruct { } // 불가능

 

기본 생성자

• 클래스: 생성자 정의 가능, 기본 생성자 제공
• 구조체: 매개변수 없는 생성자 직접 정의는 C# 10 전까지 금지, 이후 허용
• 구조체는 항상 default(T)로 0 초기화 가능

 

Null 가능 여부

• 클래스: 참조 타입이므로 기본적으로 null 가능
• 구조체: 값 타입이므로 null 불가 (단, Nullable<T> 또는 T?로 가능)

Car car = null;        // 가능
Point p = null;        // 불가능
Point? p2 = null;      // Nullable

 

박싱(Boxing)과 언박싱(Unboxing)

구조체(값 타입)를 object나 interface에 담을 때는 힙에 새로 할당 → 성능 저하 가능

int x = 10;
object o = x;    // boxing
int y = (int)o;  // unboxing

 

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성능 차이

• 클래스(참조 타입)
  • 장점: 상속, 다형성, 대형 객체 관리에 유리
  • 단점: 힙 할당과 GC 비용, 참조 추적 필요
  • 상속/다형성이 필요한 경우 추천
• 구조체(값 타입)
  • 장점: 스택에 할당되어 빠르고, 작은 데이터 묶음 표현에 적합
  • 단점: 값 복사 비용, 상속 불가, 박싱/언박싱 성능 저하 가능

 

언제 클래스, 언제 구조체?

• 구조체 추천
  • 데이터 크기가 작고, 수명이 짧은 경우
  • 좌표(Point), 색상(Color), 벡터(Vector3) 등 “단순 데이터 묶음”
• 클래스 추천
  • 상속/다형성이 필요한 경우
  • 데이터 크기가 크거나, 공유해야 하는 경우
  • 복사보다 참조가 더 효율적인 경우

 

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핵심 포인트 정리

1. 클래스와 구조체 차이점?
   → 클래스는 참조 타입(힙), 구조체는 값 타입(스택), 상속 가능 여부 차이.
2. 값 타입과 참조 타입의 메모리 저장 위치?
   → 값 타입은 스택, 참조 타입은 힙 (단, 값 타입도 컬렉션 안에 들어가면 힙에 저장 가능).
3. 구조체를 언제 쓰는 게 좋은가?
   → 작은 데이터 묶음, 불변(immutable) 모델, 빈번히 생성/삭제되는 단순 객체.
4. 박싱/언박싱이 뭔가?
   → 값 타입을 참조 타입으로 변환할 때 힙 할당이 발생하는 것. 성능에 주의해야 함.

 

 

	클래스(Class)	구조체(Struct)
타입	참조 타입 (Reference Type)	값 타입 (Value Type)
메모리 저장 위치	힙(Heap)에 저장, 스택에는 참조(주소)만 저장	스택(Stack)에 직접 값 저장 (단, 배열·컬렉션 안에 있으면 힙에 저장되기도 함)
생성자	명시적 기본 생성자 정의 가능, new 필수	C# 10 이전까지 기본 생성자 정의 불가 (C# 10부터 허용), new 없이 선언 가능
상속	다른 클래스 상속 가능, 다형성 지원	상속 불가, 다만 인터페이스 구현은 가능
null 할당	가능 (Car car = null;)	불가능 (단, Nullable<T> 또는 T? 형태로 가능)
초기화	객체 생성 시 new 필요	필드 직접 초기화 가능, default(StructName) 사용 가능
복사 방식	참조 복사 (같은 객체 공유)	값 복사 (별도의 복사본 생성)
GC 영향	힙에 올라가므로 가비지 컬렉터가 관리	보통 스택에 할당되어 GC 관리 부담 적음
성능 특성	대형 객체 관리, 상속/다형성 활용에 유리	경량 데이터 묶음에 적합, 빠른 할당/해제
박싱/언박싱	없음	발생 가능 (object나 인터페이스에 담을 때 힙 할당 발생)