[C#] class vs struct 쉽게 정리

C# — class vs struct 쉽게 정리

짧게 핵심부터:

• class = 참조형(reference type). 객체(힙)에 저장되고, 변수는 그 객체를 가리키는 참조를 가진다.
• struct = 값형(value type). 변수 자체가 데이터를 직접 담는다(스택 또는 포함하고 있는 객체 내부에 인라인 저장).
  

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한눈에 비교표

 

항목	class	struct
타입 분류	참조형	값형
메모리 위치	주로 힙(가비지컬렉션)	스택 또는 포함된 객체 내부(인라인)
복사 동작	참조(같은 객체를 가리킴)	값 복사(완전한 복사본 생성)
상속	가능(다형성 지원)	불가(단, 인터페이스 구현 가능)
null 허용	허용	기본형은 불허(필요 시 Nullable<T> 또는 T?)
기본 생성자	직접 정의 가능	항상 암묵적 파라미터 없는 기본 생성자가 있음; C# 10부터 명시적 파라미터 없는 생성자 선언 가능.
finalizer(소멸자)	가능	불가
박싱/언박싱	해당 없음	object 등에 대입 시 박싱 발생(성능 비용).

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핵심 차이(예시와 함께)

1) 복사(값 복사 vs 참조)

class는 참조를 전달하므로 함수 안에서 원본 객체 상태가 바뀌고, struct는 값이 복사되어 함수 내부 변경이 원본에 영향을 주지 않습니다. 

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2) 박싱(Boxing) — 값형이 object로 가면 비용이 든다

박싱은 힙 할당과 복사를 일으켜 성능에 영향이 있다(특히 빈번히 발생하면 문제).

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3) 생성자와 기본값

• struct는 필드가 항상 default 값으로 초기화되는 암묵적 파라미터 없는 생성자를 가지고 있다. (예: int는 0)
• C# 10부터는 struct에 명시적인 파라미터 없는 생성자를 선언할 수 있게 되었음 — 필요한 경우 문법/버전 확인.

예:

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4) 상속과 다형성

• class는 상속(단일상속), 가상 메서드, 추상 클래스 등 OOP 기능을 모두 사용 가능.
• struct는 다른 struct나 class를 상속할 수 없지만 인터페이스는 구현할 수 있다. 즉, 다형성은 제한적임.

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5) Equals / GetHashCode 기본 동작

• class의 기본 Equals는 참조 동등성(reference equality) — 보통 오버라이드해서 값 비교 사용.
• struct는 ValueType을 상속하므로(기본적으로) 필드별 비교(기본 구현은 적절하지만 리플렉션을 쓸 수 있어 비용이 있음) — 성능 향상을 위해 필요한 경우 직접 재정의 권장.

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6) 가변(mutable) struct의 위험한 함정

struct는 값 복사이므로 컬렉션이나 프로퍼티처럼 값 복사로 반환되는 상황에서 의도치 않은 동작을 할 수 있다.

 

따라서 mutable struct는 실수하기 쉽다.

권장: struct는 가능하면 불변(immutable) 으로 설계하라.

또는 readonly struct로 선언하거나 in / ref 키워드로 참조 전달을 고려한다.

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성능 & 설계 가이드라인 (실무 팁)

Microsoft 디자인 가이드라인 요약(핵심):

• struct는 작고(작을수록 좋음), 불변(immutable) 하며, 단일값 의미(예: Point, Color, Complex) 일 때 사용을 고려.
• 일반 권장 크기: 보편적으로 작게(예: 16바이트 내외) 설계하라(너무 크면 복사 비용이 커짐).

 

언제 class를 선택할까?

• 객체를 공유하고 참조 동작(동일 인스턴스를 여러 곳에서 변경)을 원할 때
• 상속/다형성이 필요할 때
• 큰 데이터 구조이거나 빈번한 복사가 문제될 때

 

언제 struct를 선택할까?

• 값 자체가 의미를 가지는 작은 데이터(좌표, 색상, 복소수 등)
• 불변이고, 생성/파괴 비용이 낮아야 할 때

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유용한 추가 키워드/문법

• readonly struct : 모든 필드와 동작을 readonly로 하여 불변성을 강제.
• ref struct : 스택에만 존재해야 하는 특수 struct(예: Span<T>) — 힙으로 이동 불가.
• in 파라미터 : 값을 복사하지 않고 읽기 전용으로 참조 전달 → 큰 struct 전달 시 성능에 도움.

예: void Use(in MyLargeStruct s) { /* 읽기 전용 참조 */ }

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요약 — 실무에서 쉽게 기억할 길

• 값 의미이고 작고 불변이면 struct,
• 상속/공유/가변/큰 데이터면 class.
  그리고 struct는 값 복사와 박싱 비용 때문에 설계 시 주의가 필요하다.