닷넷과 C#

기본 개념

용어

공통 중간 언어 (Common Intermediate Language)
- 자바와 마찬가지로 C# 소스 코드를 컴파일하면 기계어로 바로 번역되는 것이 아니라 중간 언어(Intermediate Language)로 먼저 번역되고, 닷넷 런타임이 IL을 기계어로 번역해 준다. (자바의 바이트코드 같은 개념)
- IL은 구조상 어셈블리어와 비슷하게 생겼으며, 정식 명칭은 CIL(Common Intermediate Language)라고 함
- ILASM.EXE 컴파일러를 이용해 IL 코드를 컴파일하면 동일한 결과물을 얻을 수 있다.
- C#, VB.NET, C++/CLI, ASP.NET, F# 외에도 COBOL, Lisp, Python, PHP, Ruby 등의 언어도 IL 언어로 번역할 수 있으므로 닷넷 런타임은 언어에 독립적이다.
- 하지만 C#은 닷넷에 의한, 닷넷을 위한, 닷넷의 언어이므로 닷넷 기능을 최대한 활용할 수 있다.
공용 타입 시스템 (Common Type System)
- 닷넷 호환 언어가 지켜야 할 타입의 표준 규격
- CTS 규약의 범위를 벗어난 언어는 IL을 생성할 수 없다. (가령, 다중 상속)
- 그러나 CTS 규약을 100% 구현할 필요는 없다.
공용 언어 사양 (Common Language Specification)
- 닷넷 호환 언어가 지켜야 할 최소한의 언어 사양
- 예를 들어 C#, VB.NET 등 닷넷 호환 언어로 작성된 프로그램이 다른 언어로 작성된 프로그램과 객체를 공유할 수 있는 이유는 CLS를 준수하기 때문이다.
메타데이터
- C# 언어로 컴파일된 실행 파일에는 메타데이터가 있어서, 소스가 없어도 Reflection 기술을 이용해 어떤 클래스, 메서드가 제공되는지 확인 가능하다.
어셈블리, 모듈, 매니페스트
- 어셈블리: 닷넷에서 생성한 결과물(EXE, DLL)을 의미함 (그 어셈블리가 아니다!)
- 어셈블리 안에는 1개 이상의 모듈이 있을 수 있다.
- 모듈 목록을 관리하는 매니페스트라는 것이 있다.
- 즉, 하나의 어셈블리 안에는 매니페스트를 포함하는 모듈이 무조건 있으며, 그 외의 모듈들이 있을 수 있다. (각 모듈은 메타데이터를 갖고 있음)
공용 언어 기반구조 (Common Language Infrastructure)
- 마이크로소프트에서 ECMA 표준으로 제출한 공개 규약: CTS 명세, IL에 대한 코드 정의, 메타데이터와 이진 파일의 구조 등
- 마치 여러 회사에서 만든 JVM이 있듯이, 공개된 CLI를 이용해 닷넷 런타임을 만들 수 있다.
공용 언어 런타임 (Common Language Runtime)
- CLR의 역할: (1) IL을 JIT 컴파일러를 이용해 기계어로 번역하고, (2) GC를 제공해 동적 메모리 할당 및 회수를 지원함
- CLR 자체를 관리 환경(Managed Environment)라고 함
- 과거 닷넷 프레임워크가 구현한 CLR은 CLI 사양을 따르는 대표적인 VM이었다.
- 이후 닷넷 코어가 나오면서 다중 플랫폼에 맞게 재구현한 CoreCLR이 나왔다.
닷넷 프레임워크, 닷넷 코어, 그리고 닷넷
- 닷넷 = CoreCLR + 부가 구성 요소
- 부가 구성요소로는 BCL(Base Class Library)와 기타 파일들이 있다.
- 히스토리: "닷넷 프레임워크"가 처음에 등장, 다중 플랫폼 지원을 위해 "닷넷 코어"가 등장했다가 "닷넷"으로 통합됨
- 닷넷 프레임워크는 4.8까지 나왔고, 닷넷 코어는 3.1까지 나왔으며, 닷넷은 5, 8, 7, 8 순서로 나왔다. (2024년 상반기)
- 리눅스, Mac OS X, Android, iOS 등을 지원하며 모바일(Xamarin / .NET MAUI 프레임워크, Unity 게임 엔진)도 지원한다.

설명	.NET Framework	.NET Core
플랫폼	Windows	Linux, Mac OS X 등
앱 유형	WPF, ASP.NET, Windows Forms	UWP, ASP.NET Core
기반 라이브러리	Base Class Library	Core Library

C# 언어는 닷넷의 버전 업그레이드와 함께 꾸준히 발전해 왔고 이를 간단히 정리하면 다음과 같다.
- C# 언어의 향후 로드맵은 여기서 확인할 수 있다.

닷넷 런타임	C# 언어	주요 기능
1.0, 1.1	C# 1.0	-
2.0, 3.0	C# 2.0 - 기존 문법 보완	제네릭, 익명 함수, 널(Null) 타입
3.5	C# 3.0 - 함수형 언어의 장점 흡수	람다 표현식, 확장 메서드, LINQ, 익명 타입
4.0	C# 4.0 - 동적 언어의 장점 흡수	지연 바인딩, 선택적 파라미터, 명명된 인자, COM 지원 확장
4.5	C# 5.0 - 비동기 호출 추가	async/await 비동기 예약어
4.6	C# 6.0 - 간편 표기 문법 보강	프레임워크와 컴파일러의 분리, 다수의 간편 표기 문법
4.7 ~ 4.7.2, 4.8	C# 7.0 ~ 7.1 - 패턴 매칭, C# 7.2 - 구조체 성능 향상, C# 7.3 - 문법 보강	패턴 매칭, 튜플, `Span<T>`
.NET Core 3.0	C# 8.0 - 문법 보강	비동기 스트림, 인덱스/범위 연산자, 기본 인터페이스 메서드, 다수의 간편 표기 문법
.NET 5	C# 9.0 - 문법 보강	레코드, 함수 포인터, 모듈 이니셜라이저, 최상위 문
.NET 6	C# 10 - 문법 보강	record의 구조체 지원, 다수의 세부 문법 개선
.NET 7	C# 11 - 문법 보강	패턴 매칭 추가, 원시 문자열 및 utf8 문자열 지원, 다수의 세부 문법 개선
.NET 8	C# 12 - 문법 보강	기본 생성자, 기본 람다 파라미터, 인라인 배열, 컬렉션 식, 기타 문법 개선

C# 기초

자료형

기본 자료형
- 정수형: sbyte, byte (8비트), short, ushort (16비트), int, uint (32비트), long, ulong (64비트)
  - 이것들은 닷넷 기본 타입의 별칭이다. (System.Sbyte, System.Byte, System.Int16, System.UInt16, System.Int32, System.UInt32, System.Int64, System.UInt64)
- 실수형: float (4바이트, System.Single), double (8바이트, System.Double), decimal (16바이트, System.Decimal)
- 문자형: char (유니코드 16비트, System.Char), string (유니코드 문자열, System.String)
- 불리언: bool (System.Boolean)

기타 문법

형 변환 (암시적, 명시적), 예약어 및 키워드, 식별자, 리터럴, 변수 (스택, 힙), 상수, 연산자, 배열 (다차원, 가변 배열도 있음), 제어문 (조건문, 반복문), 구조체 (struct), 열거형 (enum)

객체 지향

클래스 (멤버, 메서드, 생성자, 종료자), 네임스페이스 (using, namespace), 캡슐화 (private, protected, public, internal, internal protected), 프로퍼티 (get, set), 읽기 전용 (readonly)
상속, 형 변환 (as, is), 부모 클래스 (base), 다형성 (오버라이드, 오버로드)
클래스 확장: 중첩 클래스, 추상 클래스, 델리게이트 (delegate), 이벤트, 인터페이스 (interface), 인덱서
깊은 복사와 얕은 복사 (ref [in, out 개념], out): 포인터 대용으로 생각하면 된다.

C# 1.0

문법 요소

전처리기 지시문: 특정 소스코드를 상황에 따라 컴파일 과정에서 추가/삭제할 때 사용한다.
- #define, #undef: 소스코드 맨 위에 있어야 함
- #if, #elif, #else, #endif: 적용되는 부분에 기록함
- 그 외에도 #warning, #error, #line, #region, #endregion, #pragma 지시문이 있다.
지역 변수의 유효 범위: 지역 변수가 정의되면 변수를 포함하는 블록에서만 유효하다.
일반적인 애트리뷰트: 소스 외의 정보이며 메타데이터 정보에 포함됨, 프로그램에 영향을 끼치지 않으나 개발자가 정보를 남길 수 있음
- System.Attribute로부터 상속 받은 클래스이다.
- 애트리뷰트: 주석과 달리 컴파일러에게 코드에 대한 정보를 제공하기 위한 기능이다.
- 형태는 다음과 같다: [AuthorAttribute], [Author], [Author()], [Author("Anders")], [Author("Anders", Version = 1)], ...
- 생성자, 프로퍼티를 이용해 값을 지정할 수도 있다.
- Reflection 기술과 함께 응용하여 사용될 수 있다.
Flags 애트리뷰트
- System.AttributeUsageAttribute는 다른 애트리뷰트와 달리 적용할 수 있는 대상이 한정되어 있다.
- AttributeTargets 값의 종류의 각 타깃은 다음과 같다. (생략하면 다음 표에 따라 자동으로 선택됨)
- 다만 타깃을 명시적으로 지정해야 하는 경우도 있다. (예를 들어, BCL의 MarshalAs 애트리뷰트는 타깃이 Field, Paramter, ReturnValue가 있으므로 직접 명시해야 함)

AttributeTargets 값	[target: ...]	설명
Assembly	assembly	어셈블리
Module	module	모듈
Class	type	class
Struct	type	struct
Enum	type	enum
Constructor	method	타입의 생성자
Method	method	타입의 메서드
Property	property	타입의 프로퍼티
Field	field	타입의 필드(멤버)
Event	event	타입의 이벤트
Interface	type	interface
Parameter	param	메서드의 파라미터
Delegate	type	delegate
ReturnValue	return	메서드의 리턴값
GenericParameter	typevar	C# 2.0에 추가된 제네릭 파라미터에 지정됨
All	기본값	AttributeTargets에 정의된 모든 것

연산자
- 시프트 연산자: 비트 단위로 데이터를 제어할 때 사용함 (<<, >>)
- 비트 논리 연산자: 조건 논리 연산자(&&, ||, ^, !) 외에도 비트 논리 연산자(&, |, ^, ~)가 존재한다.
예약어
- 연산 범위 확인: checked, unchecked (이 키워드 다음에 {}로 감싸면, 오버플로에 대한 예외를 발생 혹은 발생시키지 않음. 단, 언더플로는 체크 못함)
- 가변 파라미터: params (함수 인자로 params 키워드 다음에 가변 배열 변수를 입력 받으면 임의의 개수를 인자로 받을 수 있다. C++의 va_list 개념)
- Win32 API 호출: extern (C#에서 C/C++ 언어로 만들어진 비관리 코드의 기능을 사용할 때 platform invocation을 사용함)
  - 예를 들어, User32.dll 파일의 BOOL MessageBeep([in] UINT uTYPE) 함수를 호출한다고 해보자.
```
[DllImport("user32.dll")]
static extern int MessageBeep(uint uType);
```
  - Win32 API에 대한 PInvoke 구문은 www.pinvoke.net 사이트에서 검색해 볼 수 있다.
- 안전하지 않은 컨텍스트: unsafe (스택에 할당된 변수에 대해 C/C++ 언어의 포인터를 사용할 때 이 키워드를 맨앞에 붙임)
- 참조 형식의 멤버에 대한 포인터: fixed (힙에 할당된 인스턴스에 대해 C/C++ 언어의 포인터를 사용할 때 이 키워드를 맨앞에 붙임)
- 고정 크기 버퍼: fixed (위와 기능이 다름, extern으로 참조한 C++ DLL 함수에 인자를 넘길 때 메모리 배열 길이로 인한 오류를 막기 위해 unsafe 문맥에서 변수 앞에 사용함)
- 스택을 이용한 값 형식 배열: stackalloc (값 형식의 배열을 힙이 아닌 스택에 강제로 할당하게 만듦, 스택은 용량이 적지만 빠름)
```
int* pArray = stackalloc int[1024];  // int 4byte * 1024 == 4KB 용량을 스택에 할당
```

프로젝트 구성

솔루션 (.sln)
- 1개 이상의 프로젝트를 포함하고 있다.
- 솔루션이 오피스 제품이라면, 프로젝트는 워드, 엑셀, 파워포인트, 아웃룩이라고 비유할 수 있다.
프로젝트 (.csproj)
- 비주얼 스튜디오의 소스코드 관리를 위해 도입된 개념
- 한 프로젝트 당 여러 개의 소스코드를 담을 수 있으며, 하나의 프로젝트는 하나의 EXE 또는 DLL 파일이 만들어진다. (내부적으로 XML 형식으로 기록되어 있음)
라이브러리 재참조
- 본인이 만든 라이브러리, 닷넷이 제공하는 라이브러리, NuGet 패키지를 통해 받은 라이브러리를 활용할 수 있다.
디버그 빌드, 릴리스 빌드
- 릴리스 빌드: 사용자에게 출시할 때에는 릴리스 빌드를 활용한다. (최적화 포함, 전처리 상수 TRACE 사용함)
- 디버그 빌드: 개발 중에는 디버그 빌드를 활용한다. (최적화 없음, 전처리 상수 DEBUG/TRACE 사용함)
  - 전처리 상수 대신 [Conditional("DEBUG")] 애트리뷰트 등을 사용해도 됨
  - 그 외에도 System.Diagnostics 네임스페이스에서 Debug, Trace 타입의 WriteLine 함수를 이용해 Debug, Trace 메시지를 따로 출력할 수 있다. (DebugView 프로그램 활용 가능)
플랫폼 선택
- 닷넷 런타임은 인텔/AMD CPU, ARM CPU를 지원하며, 그 외에도 모든 CPU를 지원한다. (x86/x64, ARM32/ARM64, AnyCPU)

예외

예외
- 대표적인 예외로는 0으로 나누거나, 배열 범위를 벗어나거나, null을 참조하는 등이 있다.
- System.Exception 타입이 제공하는 멤버는 다음과 같다.
  - Message (프로퍼티): 예외를 설명하는 메시지를 리턴한다.
  - Source (프로퍼티): 예외를 발생시킨 애플리케이션의 이름을 리턴한다.
  - StackTrace (프로퍼티): 예외가 발생한 메서드의 호출 스택을 리턴한다.
  - ToString (메서드): Message, StackTrace 내용을 포함하는 문자열을 리턴한다.
- 개발자는 System.Exception에서 상속해서 예외를 직접 만들 수도 있다.
예외 처리 및 발생
- try/catch/finally 구문을 이용해서 예외가 발생해도 프로그램이 중단되지 않도록 할 수 있다.
- throw 구문을 이용해서 예외를 발생시킬 수도 있다.
- 다만 예외 처리는 무겁기 때문에 가능하면 다른 방법을 사용해서 회피하는 것이 좋다.
- 참고: using 키워드는 try/finally/Dispose에 대한 간편 표기법으로 사용된다. (네임스페이스를 선언하는 using과 다름)

가비지 수집기

가비지 수집기 (Garbage Collector)
- 가비지 수집기 작동 원리
  - CLR에서 처음 할당되는 객체는 모두 0세대에 속한다.
  - 0세대 객체의 용량이 일정 크기를 넘어가면 GC는 가비지 수집을 한다. --> 사용되지 않는 0세대 객체는 없애고, 사용되는 객체는 1세대로 승격된다.
  - 1세대 객체의 총 용량이 일정 크기를 넘어가면 GC는 가비지 수집을 한다. --> 사용되지 않는 객체는 없애고, 1세대의 객체가 그 시점에도 사용되고 있으면 2세대로 승격된다. (2세대가 끝)
  - 2세대 객체의 총 용량이 일정 크기를 넘어가면 GC는 가비지 수집을 한다.
- 가비지 수집을 하면 객체를 가리키는 주소값이 변경될 수 있다.
- 단, 일정 크기의 객체는 가비지 수집마다 이동하면 성능이 크게 손실되므로 별도의 대용량 객체 힙(Oarge Object Heap)에 생성된다.
  - 주소는 바뀌지 않는 대신 메모리 파편화 현상이 발생한다.
  - 대용량 객체는 처음부터 2세대 객체로 분류한다.

BCL (Base Class Library)

여기서 소개할 BCL 타입들은 일부에 불과하다. (자세한 것은 .NET API browser 참고할 것)

시간

System.DateTime
System.TimeSpan
System.Diagnostics.Stopwatch: 코드의 특정 구간에 대한 성능을 측정할 때 사용할 것

문자열 처리

System.String
System.Text.StringBuilder: 문자열을 연결하는 작업이 많을 때 사용할 것
System.Text.Encoding: ASCII, Default, Unicode (UTF-16을 의미함), UTF32, UTF8 등이 있음
System.Text.RegularExpressions.Regex

직렬화/역직렬화

System.BitConverter
System.IO.MemoryStream
System.IO.StreamWriter / System.IO.StreamReader: 스트림에 문자열 데이터를 읽고 쓰는 데 유용함
System.IO.BinaryWriter / System.IO.BinaryReader: 스트림에 이진 데이터를 읽고 쓰는 데 유용함
System.Xml.Serialization.XmlSerializer
System.Text.Json.JsonSerializer

컬렉션

System.Collections.ArrayList
System.Collections.Hashtable
System.Collections.SortedList
System.Collections.Stack
System.Collections.Queue

파일

System.IO.FileStream
System.IO.File / System.IO.FileInfo
System.IO.Directory / System.IO.DirectoryInfo
System.IO.Path

스레딩

System.Threading.Thread
System.Threading.Monitor
System.Threading.Interlocked
System.Threading.ThreadPool
System.Threading.EventWaitHandle
비동기 호출: I/O 연산이 끝날 때까지 차단되지 않으므로 non-blocking 호출이라고도 함
System.Delegate의 비동기 호출: 일반 메서드에 대해서도 비동기 호출을 할 수 있는 수단 (C# 5.0의 async/await 구문이 제공되면서 거의 사용하지 않게 됨)

네트워크 통신

System.Net.IPAddress
포트
System.Net.IPEndPoint
System.Net.Dns
System.Net.Sockets.Socket
System.Net.Http.HttpClient

데이터베이스

마이크로소프트 SQL 서버
ADO.NET 데이터 제공자
데이터 컨테이너
데이터베이스 트랜잭션: using 키워드를 이용해 트랜잭션을 begin하고 마지막에 commit 해야 함

리플렉션

AppDomain과 Assembly
Type과 리플렉션
리플렉션을 이용한 확장 모듈 구현

기타

윈도우 레지스트리
BigInteger
IntPtr

C# 2.0

제네릭

예를 들어, int와 같은 프리미티브 타입인 객체를 ArrayList와 같은 컬렉션 객체에 담을 경우 박싱/언박싱으로 인해 성능 저하가 발생한다.
- 박싱/언박싱 문제: int 타입 <-> object 타입 식으로 잦은 형 변환이 발생하는 문제
- 제네릭은 C++의 template과 유사한 개념이다.
- ArrayList를 보완한 List<T> 타입이 도입됨: 여기서 T는 타입으로 대체할 수 있다.
- 구체적인 프리미티브 타입을 지정함으로써 박싱/언박싱 문제가 해결된다.
- 제네릭 클래스, 제네릭 메서드가 있다.
제네릭 메서드의 경우, 형식 파라미터에 제약 조건을 걸 수 있다.
- ```
public class MyClass<T> where T: ICollection
public class MyType<T> where T: ICollection, IConvertible
public class Dict<K, V> where K: ICollection
                        where V: IComparable
```
- where 키워드를 사용해 형식 파라미터가 따라야 할 제약 조건을 지정할 수 있다.
- 위의 경우 외에도 struct (값 형식), class (참조 형식), new() (기본 생성자 필수 포함), U (U 타입 인수) 키워드 등을 이용해 특별한 제약 조건을 걸 수 있음 (where T: [키워드])
BCL에 적용된 제네릭은 다음과 같다. (가능하면 제네릭 버전 컬렉션을 대신 사용하는 것을 권장함)
- ArrayList --> List<T>
- Hashtable --> Dictionary<TKey, TValue>
- SortedList --> SortedDictionary<TKey, TValue>
- Stack --> Stack<T>
- Queue --> Queue<T>
제네릭 버전 인터페이스는 다음과 같다. (가능하면 제네릭 버전 인터페이스를 대신 사용하는 것을 권장함)
- IComparable --> IComparable<T>
- IComparer --> IComparer<T>
- IEnumerable --> IEnumerable<T>
- IEnumerator --> IEnumerator<T>
- ICollection --> ICollection<T>

?? 연산자 (null 병합 연산자)

피연산자1 ?? 피연산자2
- 참조 형식의 피연산자1이 null이 아니라면 그 값을 그대로 반환하고, null이라면 피연산자2의 값을 반환한다.

default 예약어

일반적인 변수의 경우, 값 형식은 0으로 참조 형식은 null로 초기화된다.
그러나 제네릭 형식의 파라밑로 전달된 경우에는 미리 타입을 알 수 없으므로 초기값을 결정할 수 없다.
- default 예약어를 사용하면 컴파일러가 T 형식에 따라 자동으로 초기값을 결정할 수 있도록 해준다.
- default 예약어는 타입을 인자로 받기 때문에 임의로 타입을 지정하는 방식으로도 사용할 수 있다.

yield return/break

yield 문법은 IEnumerable/IEnumerator로 구현한 코드에 대한 간편 표기법이라고 볼 수 있다.
- yield return: 리턴할 때 위치를 기억해 뒀다가 다음에 호출될 때 마지막 yield return 문이 호출됐던 코드 다음 줄부터 실행이 재개된다.
- yield break: 열거문이 제대로 작동하도록 루프 수행 후 열거를 중지하는 역할을 한다.
- yield 문법이 적용된 코드는 그대로 실행되는 것이 아니라 C# 컴파일러가 내부적으로 yield 문이 사용된 메서드를 컴파일 시에 IEnumerable이 적용된 것과 같은 코드로 치환한다.
- 이것은 필수 문법이 아니며, 알아두면 코드를 좀 더 간결하게 작성하는 데 도움이 된다.

partial 클래스

partial class 키워드를 사용하면 클래스 정의를 나누어서 할 수 있다.
- 클래스 정의가 나뉜 코드는 한 파일에 있어도 되고 다른 파일로 나누는 것도 가능하지만 반드시 같은 프로젝트에서 컴파일해야 한다.
- C# 컴파일러가 빌드 시에 같은 프로젝트에 있는 partial 클래스를 하나로 모아 단일 클래스로 빌드한다.
- 이 기법은 윈도우 응용 프로그램, 웹 응용 프로그램 개발 시에 주로 사용한다고 한다.

nullable 형식

nullable 타입: System.Nullable<T> 구조체
- 일반적인 값 형식에 대해 null 표현이 가능하게 하는 역할을 한다.
- double? == Nullable
- hasValue 속성: 값이 할당되어 있으면 True, 할당되어 있지 않으면 False
- Value: hasValue가 true일 경우 유효한 값이 들어 있다.

익명 메서드

이름이 없는 메서드로서 델리게이트에 전달되는 메서드가 1회용일 때 유용하게 사용된다.
- 함수 이름 대신 delegate 키워드를 사용하여 함수 정의를 넣어서 인자로 넘겨준다.
- 이 문법은 간편 표기법으로 C# 컴파일러가 내부적으로 빌드 시점에 중복되지 않을 특별한 문자열을 하나 생성해 메서드의 이름으로 사용하고 delegate 키워드 다음의 코드를 분리해 해당 메서드의 본체로 넣는다.

정적 클래스

클래스의 정의에 static 키워드를 사용하여 정의된 정적 클래스는 오직 정적 멤버만을 내부에 포함할 수 있다.
- BCL 라이브러리에 포함된 System.Math 타입이 대표적이다.
- Math 타입 클래스는 인스턴스를 여러 개 만들 필요가 없기 때문이다.

C# 3.0

var 예약어

C# 컴파일러에 타입 추론(type inference) 기능이 추가되면서 생긴 문법
- 자바 스크립트의 동적 타입과 같은 기능
- 코드가 간결해지는 장점이 있으나 엄격한 타입을 정하지 않을 경우 코드 가독성 저하, 디버깅의 어려움 등이 있을 수 있으므로 권장하지 않음

자동 구현 속성

자동으로 get, set 함수를 만들어 주는 기능
- public string Name { get; get; }: 이렇게 하면 자동으로 get, set 함수를 만들어 준다.
- public string Name { get; protected set; }: get, set에 서로 다른 접근 제한자를 지정할 수도 있다.

개체 초기화 (Object initializers)

내부 상태 변수의 개수가 많아질수록 생성자를 여러 개 만들어야 한다.

C# 3.0에서는 public 접근자가 명시된 멤버 변수에 한해 new 구문에서 이름과 값을 지정하여 초기화하는 기능을 제공한다.

class Person
{
    string _name; int _age;

    public string Name { get { return _name; } set { _name = value; }
    public int Age { get { return _age; } set { _age = value; } }
}

class Program
{
    static void Main(string[] args) {
        // 아래의 생성자들은 클래스 선언에 따로 정의되어 있지 않아도 작동한다.
        Person p1 = new Person();
        Person p2 = new Person { Name = "Anders" };
        Person p3 = new Person { Age = 10 };
        Person p4 = new Person { Name = "Anders", Age = 10 };

        // get, set 함수가 없으면 이렇게라도 할 수 있다.
        Person p5 = new Person { _name = "Anders", _age = 10 };
    }
}

컬렉션 초기화

배열 변수처럼 컬렉션 객체를 초기화할 수 있는 문법이 추가되었다.
- List<int> numbers = new List List<int> { 0, 1, 2, 3, 4 }; // Add 메서드를 사용하지 않아도 됨
- 단, 해당 컬렉션 타입이 반드시 ICollection<T> 인터페이스를 구현해야 한다.

익명 타입

C# 2.0에서 익명 메서드가 지원되고, C# 3.0에서는 익명 타입도 지원된다.
- var p = new { Count = 10, Title = "Anders" };
- 단, 객체의 타입명이 없기 때문에 지역 변수를 선언할 때 var 예약어를 사용해야 한다.

부분 메서드

C# 2.0에서 부분 클래스가 지원되고, C# 3.0에서는 부분 메서드도 지원된다.
- 단, 코드 분할을 하는 것이 아니라 메서드의 선언부/구현부를 분리할 수 있게만 허용한다.
- 구현부가 정의되어 있지 않아도 컴파일은 정상적으로 된다.
- 제약 사항: (1) 리턴 값을 가질 수 없다. (2) ref 파라미터는 사용할 수 있지만 out 파라미터는 사용할 수 없다. (3) private 접근자만 허용된다.
- 제약 사항이 심하고 부분 클래스도 많이 사용하지 않기 때문에 별로 활용되지는 않는다.

확장 메서드 (Extension method)

일반적으로 상속을 통해 클래스를 확장하나 2가지 문제점이 있다.
- sealed로 봉인된 클래스는 확장할 수 없다. (예: BCL의 System.String 타입)
- 클래스를 상속 받아 확장하면 기존 소스코드를 새롭게 상속 받은 클래스 이름으로 바꿔야 한다.
확장 메서드 기능을 사용하면 클래스의 내부 구조를 전혀 바꾸지 않고 마치 새로운 인스턴스 메서드를 정의하는 것처럼 추가할 수 있다.
- 확장 메서드는 static 클래스에 정의되어야 한다.
- 확장 메서드는 반드시 static이어야 하고, 확장하려는 타입의 파라미터를 this 키워드와 함께 명시해야 한다.
그러나 클래스 상속과 달리 다음 한계점이 있다.
- 부모 클래스의 protected 멤버 호출이 불가능하다.
- 부모 클래스의 메서드 재정의(오버라이드)가 불가능하다.

람다 식

C#의 경우 람다 식은 다음과 같이 구별되어 사용된다.
- 코드로서의 람다 식: 익명 메서드의 간편 표기 용도로 사용됨
  - 자바 스크립트의 화살표 연산자(=>)의 문법과 같다.
  - 다만, 자바 스크립트와 달리 델리게이트로 정의해서 자주 사용하는 람다 식을 델리게이트로 정의해두고 쓸 수 있다. (Action, Func)
- 데이터로서의 람다 식: 람다 식 자체가 데이터가 되어 구문 분석의 대상이 됨 (메서드로 실행될 수 있음)
  - 중괄호가 없는 람다 식의 경우, 그 자체로 "식을 표현한 데이터"로 사용할 수 있다.
  - 람다 식이 코드가 아니라 System.Linq.Expressions.Expression 타입의 인스턴스 데이터 역할을 하게 된다.
  - Expression<Func<int, int, int>> exp = (a, b) => a + b; // 이렇게 하면 람다 식으로 Expression 객체로 다룰 수 있음
  - Expression 타입과 대응되는 팩터리 메서드를 이용하면, 일반적인 메서드 내부의 C# 코드를 Expression 조합만으로도 프로그램 실행 시점에 만들어 낼 수 있다.

LINQ

LINQ (Language Integrated Query)
- C# 및 VB.NET 컴파일러에서 자주 사용되는 정보의 선택/열거 작업을 일관된 방법으로 다루기 위해 기존 문법을 확장시킨 것이다.
- 쿼리 문법은 SQL 쿼리의 SELECT 구문과 유사하다.
- 쿼리 문은 IEnumerable<T> 타입으로 저장된다.
- 이것도 간편 표기법에 지나지 않으며, C# 컴파일러에 의해 빌드 시에 원래의 확장 메서드를 사용하는 코드로 변경되어 컴파일된다.

C# 4.0

선택적 파라미터와 명명된 인수

선택적 파라미터: 인자를 전달하지 않아도 미리 지정된 기본값을 사용하는 것을 의미한다. (C++의 디폴트 파라미터 개념과 동일함)
- ref, out 예약어와 함께 사용할 수 없다.
- params 타입의 파라미터는 선택적 파라미터가 될 수 없다.
- 선택적 파라미터의 기본값은 반드시 상수 표현식이어야 한다.
명명된 인수: 인자의 값을 받는 인자의 이름을 표기하는 것을 의미하며 코드의 가독성을 높인다. (파이썬의 함수에서 사용하는 기법)
- p.Output(age: 5, name: "Tom", address: "Tibet");

dynamic 예약어

마이크로소프트는 기존의 C#, VB.NET, C++/CLI와 같은 정적 언어 말고도 동적 언어까지도 닷넷과 호환되도록 CLR을 바탕으로 한 DLR(Dynamic Language Runtime) 라이브러리를 내놓았다.
- 문제는 동적 언어로 만들어진 프로그램의 타입 시스템을 C#과 같은 정적 언어에서 연동하는 방법이 없다는 점이다.
- 이런 문제를 해결하기 위해 C# 4.0에서 dynamic 예약어를 추가했다.
- C# 3.0에서의 동적 타입인 var 예약어와 비슷해 보이나 차이가 있다.
- var 예약어는 빌드 시점에 초기값과 대응되는 타입으로 치환되는 반명, dynamic 변수는 컴파일 시점에 타입을 결정하지 않고 해당 프로그램이 실행되는 시점에 타입을 결정한다.
- dynamic 예약어는 내부적으로는 CallSite.Target 메서드를 사용하는 간편 표기법에 불과하다.
dynamic 예약어가 도입됨에 따라 다음 장점을 갖추게 되었다.
- 리플렉션 개선
- 덕 타이핑: 동적 언어에서 제공하는 기능으로 서로 다른 타입의 동일한 프로퍼티/메서드를 호출할 수 있게 해준다.
- 동적 언어와의 타입 연동

동시성 컬렉션

다중 스레드에서 컬렉션에 접근할 때 동기화를 적용하지 않으면 오류가 발생한다.
- 일일이 동기화 코드를 추가하는 것은 매우 번거로운 일이다.
- 그래서 BCL에서는 다중 스레드에서 쉽게 이용할 수 있는 전용 컬렉션을 System.Collections.Concurrent에서 제공하고 있다.
  - BlockingCollection<T>: Producer/Consumer 패턴에서 사용하기 좋은 컬렉션
  - ConcurrentBag<T>: List<T>의 순서가 지켜지지 않는 동시성 버전
  - ConcurrentDictionary<TKey, TValue>: Dictionary<TKey, TValue>의 동시성 버전
  - ConcurrentQueue<T>: Queue<T>의 동시성 버전
  - ConcurrentStack<T>: Stack<T>의 동시성 버전

C# 5.0

호출자 정보

C#은 C/C++과 달리 매크로 상수를 제공하지 않는다.
- 매크로 상수에 대한 요구사항을 반영하여 호출자 정보로 구현되었다.
- 매크로 상수와 같지는 않지만 C#의 특성을 살려 애트리뷰트, 선택적 파라미터의 조합으로 구현되었다.
호출자 정보: 호출하는 측의 정보를 메서드의 인자로 전달하는 것을 의미한다. 다음은 C# 5.0에서 제공하는 호출자 정보이다.
- CallerMemberName: 호출자 정보가 명시된 메서드를 호출한 측의 메서드 이름
- CallerFilePath: 호출자 정보가 명시된 메서드를 호출한 측의 소스코드 파일 경로
- CallerLineNumber: 호출자 정보가 명시된 메서드를 호출한 측의 소스코드 라인 번호

비동기 호출

async, await 예약어가 새롭게 추가되었다. (자바 스크립트에서도 지원하는 기능)
- 이 예약어를 이용하면 비동기 호출을 마치 동기 방식처럼 호출하는 코드를 작성할 수 있다.
- async를 메서드 앞에 붙여 주어야, 메서드 내부에서 await 키워드를 인지한다.
- 비동기 호출은 파일 입출력, 네트워크 통신 등 CPU 연산에 비해 시간이 오래 걸리는 작업을 할 때 유용하며 동기 호출과 달리 대기 시간이 발생하지 않는다.

C# 6.0

자동 구현 속성의 초기화 구문 추가

C# 3.0의 "자동 구현 속성"을 사용한 경우, 초기값을 부여하려면 별도로 생성자 등의 메서드를 구현해야만 했다.
- C# 6.0에서는 자동 구현 속성 초기화 구문을 제공하여 속성 정의 구문에서 직접 기본값을 지정할 수 있게 하였다.
- ```
class Person
{
    public string Name { get; set; } = "Jane";    // set을 제거하면 읽기 전용 속성이 된다.
}
```

표현식(람다식)을 이용한 메서드, 속성 및 인덱서 정의

메서드가 식(expression)으로 이루어진 경우 간략하게 표현식으로 구현할 수 있다.
- public Vector Move(double dx, double dy) => new Vector(x + dx, y + dy);
- public void PrintIt() => Console.WriteLine(this);
- public override string ToString() => string.Format("x = {0}, y = {1}", x, y);
속성(프로퍼티) 정의에도 표현식을 적용할 수 있다.
- public double Angle => Math.Atan2(y, x);
- 단, 속성 정의에 대해 람다 식을 구현하면 읽기 전용 필드가 된다.
인덱서 구문에도 표현식을 적용할 수 있다.
- static double RadianToDegree(double angle) => angle * (180.0 / Math.PI);
- 속성(프로퍼티)과 마찬가지로 읽기 전용 인덱서로만 동작하게 된다.
생성자/종료자, 이벤트의 add/remove 접근자의 경우 메서드이기는 하지만 표현식을 이용한 구현은 불가능하다.

using static 구문을 이용한 타입명 생략

기존에는 static 멤버를 사용할 때 반드시 타입명과 함께 써야 했다.
- Console.WriteLine("문자열 출력");
그러나 C# 6.0부터는 자주 사용하는 타입의 전체 이름(FQDN)을 using static으로 선언해 두면, 타입명을 생략할 수 있게 되었다.
- ```
using static System.Console;
...
WriteLine("문자열 출력");
```
단, C# 3.0에 도입된 "확장 메서드" 기능의 경우에도 static 키워드를 사용하기 때문에 문법적 모호성 문제로 using static 적용을 받지 않으므로 타입명을 생략하면 오류가 발생한다.

null 조건 연산자

null 조건 연산자: 참조 변수의 값이 null이라면 그대로 null을 리턴하고, null이 아니라면 지정된 멤버를 호출한다.
- 이것을 잘 활용하면 null 값을 확인하는 if 문 사용을 대폭 줄일 수 있다.
- list?.Count: list가 null이 아닐 경우 list.Count 멤버 변수의 값을 리턴하고, null이면 null을 리턴한다.

문자열 내에 식(expression) 포함

기존에는 문자열과 변수의 값을 조합해서 출력하려면 다음 방법을 사용해야 했다.
- return "이름: " + Name + ", 나이: " + Age;
- return string.Format("이름: {0}, 나이: {1}", Name, Age); // string.Format을 이용한 방법
C# 6.0에서는 string.Format을 사용하지 않고도 다음과 같이 표현할 수 있다.
- return $"이름: {Name}, 나이: {Age}";
- 만약 중괄호를 출력하고 싶으면 두 번 연이어 입력해야 한다. (return $"{{이름: {Name}, 나이: {Age}}}";)

nameof 연산자

C# 코드에 사용된 식별자를 이름 그대로 출력하고 싶을 때 다음과 같이 하면 된다.
- $"{nameof(name)} == {name}"
- 코드 내에서 식별자 이름을 하드코딩할 필요가 없게 되었다.
- 리플렉션은 코드가 실행되어야 이름을 구할 수 있지만, nameof는 C# 6.0 컴파일러가 컴파일 시점에 문자열로 직접 치환해 주므로 실행 시점에 부하가 없다.

Dictionary 타입의 인덱스 초기화

컬렉션 Dictionary 타입의 기존 초기화 문법은 다음과 같다.

var weekends = new Dictionary<int, string>
{
    { 0, "Sunday" },
    { 6, "Saturday" },
};

C# 6.0의 컬렉션 Dictionary 타입의 초기화 문법은 키/값 개념에 맞게 직관적으로 바뀌었다.
- ```
var weekends = new Dictionary<int, string>
{
    [0] = "Sunday",
    [6] = "Saturday",
};
```
- 참고로 키 값이 문자열이면 ["Key"] = ... 식으로 입력하면 된다.

예외 필터

비주얼 베이직, F# 언어에서 지원하던 예외 필터를 사용할 수 있게 되었다.
- ```
try
{
    // ...[코드]...
} catch (예외_타입 e) when (조건식)
{
    // ...[코드]...
}
```
- catch에 지정된 예외_타입에 속하는 예외가 try 블록 내에서 발생했을 때, 조건식이 true로 평가된 경우에만 해당 예외 처리기가 선택된다.
- 조건식에는 메서드도 들어갈 수 있다.
- 기존 예외 처리 구문의 경우, 동일한 예외 타입의 catch 구문을 여러 개 둘 수 없었지만, 예외 필터를 사용하면 이것이 허용된다.

컬렉션 초기화 구문에 확장 메서드로 정의한 Add 지원

"컬렉션 초기화"에서 설명한 구문이 컴파일되려면 ICollection<T> 인터페이스를 구현해야 한다.
- C# 6.0에서는 ICollection<T> 인터페이스가 없다면 Add 메서드가 확장 메서드로도 구현되어 있는지 다시 한 번 더 찾는 기능을 추가했다.

기타 개선 사항

C# 5.0에서 C# 6.0으로 바뀌면서 개선된 기능은 다음과 같다.
- catch/finally 블록 내에서 await 사용 가능
- #pragma의 'CS' 접두사 지원
- 재정의된 메서드의 선택 정확도를 향상

C# 7.0

더욱 편리해진 out 파라미터 사용

C# 7.0 이전에는 out 파라미터가 정의된 메서드를 사용하려면 반드시 인자로 전달될 인스턴스를 미리 선언해야 했다.
- ```
int result;
int.TryParse("5", out result);
```
C# 7.0부터는 변수 선언 없이 변수의 타입과 함께 out 키워드를 쓸 수 있다.
- int.TryParse("5", out int result);
- 타입 추론을 컴파일러에게 맡기는 var 키워드도 사용할 수 있다. (out var result)
- 심지어 값을 무시하는 구문(discard)까지 추가되어 값이 필요하지 않은 상황에 대해서는 변수명까지 생략할 수 있게 되었다. (int.TryParse("5", out _);)

리턴값 및 로컬 변수에 ref 기능 추가

C# 7.0 이전까지는 ref 키워드를 오직 메서드의 파라미터로만 사용할 수 있었다.
C# 7.0부터는 로컬 변수, 리턴값에 대해서도 참조 관계를 맺을 수 있게 개선되었다.
- 로컬 변수의 경우
```
int a = 5;
ref int b = ref a;  // 이렇게 하면 a와 b가 동일한 메모리를 공유하게 된다.
```
- 리턴값의 경우 (총 네 곳에서 ref 키워드를 명시해야 함)
```
ref int item = ref intList.GetFirstItem();
...
public ref int GetFirstItem()
{
    return ref list[0];
}
```
- 제약 사항은 다음과 같다.
  - 지역 변수를 return ref로 리턴해서는 안 된다.
  - ref 키워드를 지정한 지역 변수는 다시 다른 변수를 가리키도록 변경할 수 없다. (C# 7.3에서 이 제약 사항이 제거됨)

튜플

튜플: 유한 개의 원소로 이루어진 정렬된 리스트
- 이것을 이용하면 메서드에서 인자를 받거나 값을 리턴할 때 여러 개의 값을 한 번에 전달할 수 있다. (리턴 값, 인자 모두 튜플 타입이 가능함)
- 괄호를 이용해 다중 값을 처리할 수 있는 구문을 지원하게 되었다.
- ```
(bool, int) result = pg.ParseInteger("50");
...
(bool, int) ParseInteger(string text)
{
    ...
    return (result, number);
}
```
- 튜플을 리턴하는 메서드가 지정한 튜플의 이름들을 원하지 않거나 이름이 지정되지 않은 튜플인 경우 호츨하는 측에서 강제로 이름을 지정하는 것도 가능하다. ((bool success, int n) result = pg.ParseInteger("50");)
- 심지어 튜플로 받지 않고 개별 필드를 분해해서 받는 구문도 지원한다. ((var success, var number) = pg.ParseInteger("50");)
- 또한 out 파라미터 처리에서 지원했던 생략 기호도 튜플의 리턴값을 분해하는 구문에 사용할 수 있다. ((var _, var n) = pg.ParseInteger("70");)
- 2개의 변수 값을 교환하는 Swap 함수 같은 기능도 튜플을 사용하면 간단하게 구현할 수 있다. ((a, b) = (b, a);)
메서드의 인자와 리턴에 사용한 모든 튜플 구문은 C# 7.0 컴파일러가 소스코드를 컴파일하는 시점에 System.ValueTuple 제네릭 타입으로 변경해서 처리한다.
- 기존의 System.Tuple은 참조 형식이지만 System.ValueTuple은 값 형식이다.

Deconstruct 메서드

커스텀 타입에 Deconstruct 메서드를 1개 이상 정의하여 튜플의 리턴 값을 분해하는 구문을 구현할 수 있다.
- 분해가 되는 개별 값을 out 파라미터를 이용해 처리하면 된다.
- 문법: 접근_제한자 void Deconstruct(out T1 x1, ..., out Tn xn) { ... }
- out 파라미터이므로 반드시 값을 채워서 리턴해야 함
- ```
class Rectangle
{
    ...
    public void Deconstruct(out int x, out int y, out int width, out int height) { ... }
}
...
(var _, var _, int width, int height) = rect;
```

람다 식을 이용한 메서드 정의 확대

C# 6.0의 "표현식(람다식)을 이용한 메서드, 속성 및 인덱서 정의"에서 람다 식으로 메서드의 정의가 가능했던 유형은 다음과 같다.
- 일반 메서드
- 프로퍼티의 get 접근자 (읽기 전용)
- 인덱서의 get 접근자 (읽기 전용)
C# 7.0부터는 다음의 메서드 정의까지 람다 식으로 정의가 가능하다.
- 생성자
- 종료자
- 이벤트의 add/remove
- 프로퍼티의 set 접근자
- 인덱서의 set 접근자

로컬 함수

로컬 함수 문법: 메서드 안에서만 호출 가능한 메서드를 1개 이상 정의할 수 있다.
- 문법은 메서드 정의와 완전히 같고 단지 다른 메서드의 내부에서 정의한다는 차이점만 있다.

사용자 정의 Task 타입을 async 메서드의 리턴 타입으로 사용 가능

일반적으로 async 키워드가 붙은 메서드는 리턴 타입이 반드시 void, Task, Task<T> 중 하나로 알려져 있다.
C# 7.0에서는 비동기 메서드에서 그 외의 타입도 리턴할 수 있게 되었다. (ValueTask<T> 타입)
- 기존 Task 리턴 타입의 async 메서드는 모든 경우에 Task 객체를 생성해 리턴하였다.
- ValueTask는 async 메서드 내에서 await를 호출하지 않은 경우라면 불필요한 Task 객체 생성을 하지 않음으로써 성능을 높인다.

자유로워진 throw 사용

throw 구문은 제어문과 마찬가지로 식(expression)이 아닌 문(statement)에 해당한다.
- 이전에는 표현식에서 throw를 사용하는 것에 제한이 있었다.
- C# 7.0부터는 throw를 표현식에서도 사용할 수 있게 되었다.
- 그러나 throw가 표현식으로 완전히 바뀐 것은 아니기 때문에 표현식이 허용되는 모든 곳에서 사용할 수는 없다.

리터럴에 대한 표현 방법 개선

숫자가 길어지면 가독성이 길어진다.
- C# 7.0부터 숫자 내 임의의 위치에 밑줄을 추가할 수 있도록 허용하고 있다.
- int number = 10_000_000; // 이것은 10진수, 16진수, 2진수에도 적용 가능함
- 값에는 영향을 미치지 않으며 순수하게 가독성을 높이기 위한 기능이다.

패턴 매칭

C# 7.0부터 추가된 패턴 매칭 유형은 다음과 같다.
- 상수 패턴
- 타입 패턴
- var 패턴
is 연산자의 패턴 매칭
- is 연산자는 기존 기능애서 패턴 매칭을 지원하기 위해 as 연산자 기능을 흡수했다.
- 기존의 is 연산자는 변환 여부만 알 수 있었고 as 연산자는 변환 결과를 포함하고 있었는데, 이제는 is 연산자가 as 연산자와 동일한 역할을 수행할 수 있다.
- 물론 기존의 is 연산자처럼 타입만 비교하는 것도 여전히 가능하다.
switch/case 문의 패턴 매칭

C# 7.1

Main 메서드에 async 예약어 허용

C# 7.1부터는 Main 메서드에도 async를 허용하였다.
- 람다 식으로도 Main 메서드를 구현할 수 있다.
가능한 Main 메서드 정의는 다음과 같다.
- static async Task Main()
- static async Task Main(string[])
- static async Task<int> Main()
- static async Task<int> Main(string[])

default 리터럴 추가

C# 7.1부터는 default 예약어가 타입 추론이 가능해져서 리터럴 형식으로 쓸 수 있게 바뀐다.
- C# 컴파일러 입장에서는 default 대상이 되는 타입을 추론할 수 있으므로 굳이 타입을 지정할 필요가 없다.
- 제네릭 인자에도 default 리터럴을 쓸 수 있다.

타입 추론을 통한 튜플의 변수명 자동 지정

C# 7.1부터는 튜플의 변수명에 대해서도 타입 추론을 활용해 사용의 편의성을 높였다.

기타 개선 사항

C# 7.0에서 C# 7.1으로 바뀌면서 개선된 기능은 다음과 같다.
- 패턴 매칭 - 제네릭 추가
- 참조 전용 어셈블리 (Ref Assemblies)

C# 7.2

메서드의 파라미터에 in 변경자 추가

메서드의 파라미터로 ref, out 키워드가 있었는데 C# 7.2부터는 in 키워드가 추가되었다.
- ref 키워드를 사용하면 값 복사 부하는 없어지지만, 원본 값도 같이 변경되는 부작용이 있다.
- 그래서 ref와 readonly 의미를 모두 갖는 in 키워드를 추가했다.

읽기 전용(readonly) 구조체

기존의 readonly 프로퍼티의 경우, 직접 변경하는 것은 불가하나 메서드 호출을 통해 간접적인 변경은 허용한다는 문제점이 있었다.
- 그러나 메서드 호출을 통해 변경할 때 오류가 발생하지도 않고, 실제로 값은 변경되지 않는 현상이 발생한다.
- C# 컴파일러의 방어 복사본(defensive copy) 처리 메커니즘은 개발자가 스스로 인지하기 어려워서 버그를 야기할 수 있다.
- readonly struct는 구조체 자체를 읽기 전용으로 만들어 해결하였다.
- 읽기 전용 구조체는 타입 내의 멤버 변수들을 모두 읽기 전용으로 강제한다. (모든 멤버는 readonly 키워드를 붙여야 함)
- C# 컴파일러가 방어 복사본(defensive copy) 처리를 하지 않으므로 성능이 개선되었다.

메서드의 리턴 값 및 로컬 변수에 ref readonly 추가

C# 7.2부터는 ref 키워드가 메서드 인자뿐만 아니라 리턴값, 로컬 변수에도 사용 가능하게 되었다.

스택에만 생성할 수 있는 값 타입 지원 - ref struct

값 형식의 struct는 스택을 사용하지만, 그 struct가 class 안에 정의되어 있는 경우 힙에 데이터가 위치하게 된다.
ref struct는 값 형식을 오직 스택에만 생성할 수 있도록 강제하는 방법이다.
- 스택에만 생성할 수 있으므로 로컬 변수, 메서드의 리턴 및 인자로 전달하는 것은 가능하다.
- 다른 ref struct 타입의 필드로 정의할 수도 있다.
- 그 외에 주요한 제약 사항으로 인터페이스를 구현할 수 없다.
- 또 using 문의 대상으로 사용할 수 없다.
이러한 특수 타입이 나온 주된 이유는 C# 응용 프로그램의 성능을 최대한 높일 수 있도록 새롭게 도입한 Span<T>를 위해 꼭 필요했기 때문이다.
- Span<T> 타입은 내부적으로 관리 포인터를 사용한다.
- 관리 포인터는 절대 관리 힙에 놓일 수 없는 제약이 있기 때문에 Span<T> 타입을 구현하면서 관리 포인터를 담을 수 있는 특수 구조체로 ref struct가 도입되었다.
- Span<T>와 더불어 가비지 컬렉터의 사용을 줄여 성능 향상을 가져온다.

신규 추가 타입: `Span<T>`

Span<T>: 제네릭 관리 포인터를 가진 readonly ref struct
- 배열에 대한 참조 뷰를 제공하는 타입이라고 볼 수 있다.
- 기본적으로 C#에서 만드는 모든 배열을 Span<T> 타입으로 가리킬 수 있다.
- 무분별한 힙의 사용을 최소화할 수 있고 이로 인해 가비지 컬렉터의 사용을 줄여 자연스럽게 성능 향상을 가져온다.
- 예외 처리기에서도 힙의 경우 catch/finally 절이 실행되지 않지만, Span<T> 타입으로 감싼 경우 예외 처리가 가능하다는 장점이 있다.

3항 연산자에 ref 지원

C# 7.2부터는 로컬 변수의 ref 키워드의 사용을 3항 연산자에도 적용할 수 있게 되었다.

private protected 접근자 추가

접근 제한자가 5개(public, internal, protected, internal protected, private)였는데, C# 7.2부터 private protected가 추가되었다.
- private protected는 private 접근자의 적용과는 아무런 상관이 없다.
- 오히려 internal protected와 비슷하다.
  - internal protected: 동일 어셈블리 내에서 정의된 클래스이거나 다른 어셈블리라면 파생 클래스인 경우에 한해 접근을 허용한다. 즉 internal 또는 protected 조건이다.
  - private protected: 동일 어셈블리 내에서 정의된 파생 클래스인 경우에 한해 접근을 허용한다. 즉 internal 그리고 protected 조건이다.

숫자 리터럴의 선행 밑줄

C# 7.0의 "리터럴에 대한 표현 방법 개선"에서 숫자형 리터럴에 밑줄을 쓰는 것이 가능했지만, 리터럴 접두사(0x, 0b)가 있는 경우 밑줄이 바로 나올 수 없다는 제약이 풀렸다.

뒤에 오지 않는 명명된 인수

C# 4.0에 추가된 "명명된 인수"는 일단 파라미터의 이름을 명시하면 이후의 인자들은 모두 이름을 명시해야 하는 제약이 있다.
- C# 7.2부터는 이렇게 뒤에 오지 않는 명명된 인수를 정상적으로 컴파일한다.
- p.Output(name: "Tom", 16, address: "Tibet");

C# 7.3

신규 제네릭 제약 조건 - Delegate, Enum, unmanaged

제네릭의 제약 조건으로 타입을 사용하려면 다음 조건을 만족해야 한다.
- 클래스 타입이어야 한다.
- sealed 타입이 아니어야 한다.
- System.Array, System.Delegate, System.Enum은 허용하지 않는다.
- System.ValueType은 허용하지 않지만 특별히 struct 제약을 대신 사용할 수 있다. 또한 System.Object도 허용하지 않지만 어차피 모든 타입의 기반이므로 제약 조건으로써의 의미가 없다.
C# 7.3에서 System.Delegate, System.Enum은 제약 조건에서 풀리게 된다.
마지막 제약 조건으로 기존 strcut 제약의 좀 더 특수한 사례에 속한 unmanaged가 있다.
- 이를 이용하면 struct 제약 중에서 대상 타입이 참조 형식을 필드로 갖지 않는다는 보장을 하나 더 해준다.
- 따라서 기존에는 불가능했던 형식 파라미터에 대한 포인터 연산을 할 수 있다.

사용자 정의 타입에 fixed 적용 가능

fixed 키워드를 그 대상이 기본형이거나 그것의 배열 또는 string으로 제한되었다.
- 사용자가 만든 타입은 fixed의 대상이 될 수 없다.
- C# 7.3부터 사용자 타입이 GetPinnableReference라는 이름으로 관리 포인터를 리턴하는 메서드를 포함하고 있는 경우라면 fixed 구문에 자연스럽게 사용할 수 있도록 통합되었다.
- Span<T> 타입은 GetPinnableReference를 구현하고 있으므로 Span<T> 타입에 fixed 키워드를 사용할 수 있다.

힙에 할당된 고정 크기 배열의 인덱싱 개선

C# 7.3부터는 힙에 할당된 경우일지라도 일관성 있게 fixed 없이 고정 크기 배열에 대한 인덱싱이 가능하다.

초기화 식에서 변수 사용 가능

C# 7.2까지는 다음 4가지 유형에서 변수를 허용하지 않았다.
- 필드 초기화 식
- 프로퍼티 초기화 식
- 생성자 초기화 식
- LINQ 쿼리 식
원칙적으로 변수 선언은 문(statement)에 해당하기 때문에 식(expression)을 요구하는 코드에 사용할 수 없다.
- 그러나 out 키워드를 갖는 메서드 호출이나 패턴 매칭에서의 변수명 선언이 발생하는 코드에서도 오류가 발생하므로 표현의 제약을 가져오는 문제로 부각되었다.
- 그래서 위 4가지 유형에 대해 변수를 허용하게 되었다.

자동 구현 속성의 특성 지원

애트리뷰트는 "자동 구현 속성"에 대해 지정하는 것이 불가능했지만 C# 7.3부터는 가능해졌다.

튜플의 ==, != 연산자 지원

튜플 구문에 대해서도 ==, != 연산자가 지원된다.

ref 지역 변수의 재할당 가능

"리턴값 및 로컬 변수에 ref 기능 추가"에서 ref 로컬 변수인 경우 기존에는 다른 변수를 재할당하는 것이 불가능했으나 C# 7.3부터는 가능해졌다.

stackalloc 배열의 초기화 구문 지원

"스택을 이용한 값 형식 배열: stackalloc"에서 다룬 스택 배열에 대한 초기화 구문을 C# 7.3부터 지원한다.

C# 8.0

#nullable 지시자와 nullable 참조 형식

닷넷 프로그램을 개발하면 종종 접하게 되는 예외가 바로 System.NullReferenceException이다.
- 이 신규 문법에서는 컴파일러 수준에서 null 참조 예외가 없도록 보장하는 것이 목표이다.
참조 타입의 사용 유형은 2가지가 있으며, C# 컴파일러는 이렇게 대응한다.
- 해당 인스턴스가 null일 필요가 없는 참조 형식 (Non-nullable reference type) --> 참조 타입을 정의할 때 null 값을 담는 멤버가 없도록 보장함
- 해당 인스턴스가 null일 수 있는 참조 형식 (Nullable reference type) --> 참조 타입의 인스턴스를 사용할 때 반드시 null 체크를 하도록 보장함
C# 컴파일러에서 (런타임이 아닌) 컴파일 타임에 null 참조 예외를 어떻게 막을 수 있을까?
- #nullable 지시자를 이용해 해당 소스코드 파일에 null 값일 수 있는 타입이 정의되지 않도록 보장한다.
  - #nullable [옵션]: enable이면 null 가능성이 있을 경우 경고를 발생시키고, disable이면 null 가능성 체크를 하지 않는다. (닷넷 7부터는 enable이 기본값임)
- null일 수 있다면 해당 인스턴스를 null 가능한 타입이라고 명시한다.
  - 참조_타입?: 참조_타입에 물음표를 붙여 인스턴스가 null일 수도 있음을 명시한다.
  - 이렇게 하면 컴파일러가 해당 멤버가 사용된 코드를 검사해 null 가능성이 있다고 경고를 발생시킨다.
- 개발자가 명시적으로 null 체크를 위한 메서드를 만들었다면, C# 컴파일러에 의해 null 체크에 해당하는 코드라고 인식하도록 NotNullWhen 애트리뷰트를 적용할 수 있다.
  - static bool IsNull([NotNullWhen(false)] string? value): 이 경우 IsNull 메서드가 false를 리턴하면 null이라고 C# 컴파일러가 인지함
  - NotNullWhen 애트리뷰트 외에도 null 처리 관련 힌트를 부여하는 애트리뷰트가 다수 존재한다: AllowNull, DisableNull, DoesNotReturn, DoesNotReturnIf, MaybeNull, MaybeNullWhen, NotNullIfNotNull
null 체크 코드를 추가하지 않고 null 자체를 개발자가 감수하기로 했다면 null 포기 연산자를 사용하여 #nullable enable 경고를 무시할 수도 있다.
- return person.Name!.Length; // 이 경우 person.Name의 값이 nullable이어도 경고하지 않음
nullable 문맥 제어
- 주석 문맥 (annotation context)
  - enable
    - 모든 참조 타입은 null이 가능하지 않은 참조 타입으로 취급하고 따라서 null 예외 없이 안전하게 접근 가능
    - null 가능한 참조 타입(예: string?)을 사용할 수 있고, 해당 변수에 접근할 때 정적 분석기에 의해 null일 수 있다면 경고 발생
  - disable
    - null 가능한 참조 타입을 사용할 수 없음(참조 타입에 ?를 붙이면 경고 발생)
    - 모든 참조 변수는 null일 수 있음
    - 참조 변수를 접근해도 경고가 발생하지 않음
- 경고 문맥 (warning context)
  - enable
    - null 접근으로 분석된 경우 경고를 발생시킨다. 주석 문맥의 활성화와 상관 없이 정적 분석기의 판정에 따른다.
  - disable
    - 경고를 발생시키지 않는다.

각각의 문맥 제어는 #nullable과 #pragma warning 지시자를 이용해 켜고 끌 수 있지만 매번 소스코드에 지정하는 것이 불편하므로 프로젝트 파일의 Nullable 노드를 통해 전역적으로 설정하는 것이 가능하다.

<Project Sdk="Microsoft.NET.Sdk">
  <PropertyGroup>
    <OutputType>Exe</OutputType>
    <TargetFramework>net7.0</TargetFramework>
    <Nullable>enable</Nullable>
  </PropertyGroup>
</Project>

주석	경고	지시자	프로젝트 설정
enable	enable	#nullable enable	`<Nullable>enable</Nullable>`
enable	disable	(불가능)	`<Nullable>annotations</Nullable>`
dsiable	enable	(불가능)	`<Nullable>warnings</Nullable>`
disable	disable	#nullable disable	`<Nullable>disable</Nullable>`

비동기 스트림

여기서 비동기 스트림은 IEnumerable/IEnumerator의 비동기 버전이다.
- 메서드가 async를 지원하더라도 동기 버전 IEnumerable/IEnumerator를 사용하면 성능 저하가 발생한다.
- 따라서 비동기 버전 IEnumerable/IEnumerator인 IAsyncEnumerable/IAsyncEnumerator가 추가되었다.

새로운 연산자 - 인덱스, 범위

C# 8.0에 새로 추가된 2개의 연산자가 있다.

연산자	문법	의미
^	^n	인덱스 연산자로서 뒤에서부터 n번째 위치를 의미함 (주의: 마지막 위치가 1에서 시작함)
..	n1..n2	범위 연산자로서 n1은 포함하고 n2는 포함하지 않는 범위를 지정한다. 수학적으로 표현하면 [n1, n2)와 같다. n1, n2은 생략 가능하다.

간결해진 using 선언

IDisposable 인터페이스를 구현한 타입의 Dispose 메서드를 finally 구문에서 호출하도록 변경해 주는 using 문은 사용하기 편리하지만 블록이 추가되어 들여쓰기 구간이 발생한다.
- C# 8.0에서는 들여쓰기를 생략할 수 있도록 개선된 문법을 제공한다.
- 이 경우 using 블록은 using에 사용된 변수 선언을 기준으로 가장 가까운 바깥 블록까지 적용된다.

Dispose 호출이 가능한 ref struct

"스택에만 생성할 수 있는 값 타입 지원 - ref struct"에서 ref struct 특성으로 인해 인터페이스를 구현할 수 없고 이로 인해 using 문에 사용할 수 없었다. (C# 7.2)
- 그래서 Dispose가 필요한 작업인데도 IDisposable을 구현할 수 없어 using 문에 사용하는 것이 불가능하다.
- C# 8.0에서는 특별히 ref struct 타입에 한해서만 public void Dispose() 메서드를 포함한 경우 using 문에서 사용할 수 있도록 허용한다.

정적 로컬 함수

"로컬 함수"는 static 함수를 구현할 수 없었지만 C# 8.0에서 제약이 풀렸다.

패턴 매칭 개선

패턴 매칭에 대한 지원이 추가되었다.
- switch 식
- 프로퍼티 패턴
- 튜플 패턴
- 위치 패턴
- 재귀 패턴

기본 인터페이스 메서드

C# 8.0에서는 인터페이스의 메서드에 구현 코드를 추가할 수 있게 되었다.
- 유의할 점: 상속 받은 클래스에서 기본 인터페이스 메서드를 구현하지 않았다면, 그 메서드는 반드시 인터페이스로 형 변환해서 호출해야만 한다.
- 다중 상속에서 발생하는 다이아몬드 문제에 대한 모호한 호출 문제를 해결할 수 있다.

??= (널 병합 할당 연산자)

변수 ??= 기본값: 참조 객체인 변수의 값이 null이면 기본값을 변수에 대입한다.
- 이것은 ??와 = 연산자의 복합 연산자에 불과하다. (txt = txt ?? "test"; 이것은 txt ??= "test";와 같다)

문자열 @, $ 접두사 혼합 지원

C# 6.0에 추가된 $ 접두사는 문자열 내에 식을 사용하도록 허용한다.
- 여기서 $@는 보간식에서 여러 행을 표현하고 싶을 때 쓰는 기호이다.
- 여기서 @ 접두사와 혼용하는 경우 반드시 $@ 순서로 작성해야 한다.
- C# 8.0부터는 제약이 풀려서 순서에 상관없이 정상적으로 컴파일된다.

기본 식으로 바뀐 stackalloc

"스택을 이용한 값 형식 배열: stackalloc"에서 본 stackalloc 키워드는 지역 변수를 초기화하는 구문에만 한정되어 있었다.
- C# 7.2의 Span<T> 타입이 나오면서 좀 더 자유롭게 사용할 수 있어야 한다는 요구사항이 반영되어 stackalloc은 식(expression)이 되었다.

제네릭 구조체의 unmanaged 지원

제네릭 구조체의 경우 내부 필드가 참조 객체를 포함하는지 여부와 상관없이 포인터 관련 연산을 지원하지 않았다.
- C# 8.0부터는 제네릭 구조체에도 포인터 관련 연산이 가능해졌다.
- 비관리 메모리로 할당 받은 경우 GC에 부하를 주지 않는다는 장점이 있다.

구조체의 읽기 전용 메서드

"읽기 전용(readonly) 구조체"에서는 방어 복사본 문제로 인한 성능 손실을 없애기 위해 구조체 내의 모든 필드를 readonly로 바꾸도록 강제했다.
- 그러나 원하는 메서드에 대해서만 상태 변경을 하지 않는다고 보장하면 구조체 자체의 정의를 readonly struct로 만들지 않아도 된다.
- C# 8.0에서는 읽기 전용 메서드를 추가하여 구조체 전체를 읽기 전용으로 강제하지 않아도 되게끔 조건을 완화하였다.

C# 9.0

레코드

C# 9.0에서는 값을 담는 용도의 구조체에 대해 record 키워드를 넣으면 기본 메서드 구현을 모두 제공하는 클래스로 바꿔준다.
- public record Point --> public class Point로 바꿔주며 Equals, GetHashCode, ==, != 등의 메서드가 자동으로 추가된다.
새로 추가된 문법 2가지가 있다. (개인적으로 캡슐화, 정보 은닉의 특성에 위배되는 것이 아닌가 싶다)
- init 설정자 추가
  - readonly struct와 달리 클래스는 불변 타입을 개발자가 직접 구현해야 했다. (해당 필드를 외부에서 접근할 수 없으므로 생성자 구현이 필요함)
  - init 설정자를 사용하면 private 멤버라도 외부에서 초기화 구문으로 초기화를 할 수 있다.
  - 덕분에 개발자는 필드 초기화를 위한 생성자, 튜플과의 연동을 위한 Deconstruct 메서드도 만들 필요가 없다.
- with 초기화 구문 추가
  - with 키워드를 이용하면 private 멤버의 값을 변경하는 별도의 메서드가 없어도 자유롭게 불변 개체의 값을 변경하는 인스턴스를 만들 수 있다.

대상에 따라 new 식 추론

변수의 타입에 따라 new 연산자의 대상 타입을 생략하도록 허용한다.
- var 키워드처럼 new 키워드 다음에 타입을 지정하지 않아도 자동으로 타입을 결정한다.

달라진 조건식 평가

조건 연산자(?:)의 식 평가에도 타입 추론 기능이 관여되어 개선이 이루어졌다.
- 형 변환 없이도 컴파일이 가능해졌다.

로컬 함수에 특성 지정 가능

"로컬 함수"에도 애트리뷰트를 부여할 수 있게 되었다.
또한 로컬 함수로 extern 유형을 정의할 수 있게 되었다.

익명 함수 개선

정적 익명 함수
- 익명 메서드 및 람다 메서드를 정적으로 정의하는 것이 가능해졌다.
익명 함수의 파라미터 무시
- 원래 밑줄만으로 구성한 변수명이나 메서드 이름을 짓는 것이 가능하다.
- 단, 메서드의 파라미터가 2개 이상 밑줄을 사용하면 중복 이름으로 평가되어 컴파일 오류가 발생했으나 C# 9.0부터는 밑줄을 식별자가 아닌 무시 구문으로 다루게 되어 정상적으로 컴파일이 된다.

C# 9.0 이상에서 가능한 메서드별 구현 차이점

메서드 종류	파라미터 무시	static	애트리뷰트
일반 메서드	X	O	O
익명 메서드(C# 2.0)	O (C# 9.0)	O (C# 9.0)	X
람다 메서드(C# 3.0)	O (C# 9.0)	O (C# 9.0)	O (C# 10)
로컬 함수(C# 7.0)	X	O (C# 8.0)	O (C# 9.0)

최상위 문

C# 9.0부터 도입된 최상위 문의 기능으로 코드를 단 한 줄로 요약하는 것이 가능해졌다.
- 예: System.Console.WriteLine("Hello World!");
- 별도의 타입 및 메서드를 정의하지 않고도 컴파일이 된다. (C# 컴파일러가 자동으로 임시 타입과 Main 메서드를 생성함)

패턴 매칭 개선

패턴 일치 문법에 다음 3가지가 추가되었다.
- 패턴에 타입명만 지정 가능
- 프리미티브 타입에 한해 상수 값에 대한 <, <=, >, >= 관계 연산 가능
- 논리 연산자(not, and, or)를 이용해 패턴 조합 가능

모듈 이니셜라이저

C# 언어 수준에서 제공하지 않은 닷넷 런타임 기능으로 이라는 특별한 타입이 있다.
- CLR이 닷넷 모듈을 로드한 후 거기에 정의된 정적 생성자를 호출하면, 사용자 코드에서 호출하지 않아도 자동으로 실행되는 코드를 정의할 수 있다.
- C# 9.0부터는 ModuleInitializer라는 애트리뷰트를 정적 메서드에 부여하면 C# 컴파일러가 해당 메서드를 타입의 정적 생성자에서 호출하는 코드를 넣어 컴파일한다.
ModuleInitializer 애트리뷰트의 대상이 될 메서드에는 다음과 같은 제약 사항이 있다.
- 반드시 static 메서드이어야 한다.
- 리턴 타입은 void, 파라미터는 없어야 한다.
- 제네릭 타입은 허용하지 않는다.
- 타입에서 호출이 가능해야 하므로 internal 또는 public 접근 제한자만 허용한다.
유의사항: 어떤 순서로 호출될지 제어할 수 없으므로 실행 순서에 의존하는 코드를 작성해서는 안 된다.

공변 리턴 타입 (Covariant return type)

C# 언어에서는 메서드를 이름, 파라미터 타입으로 구분하므로 리턴 타입이 달라도 중복 메서드로 인지하여 컴파일 오류가 발생한다.
- 그러나 C# 9.0부터는 리턴 타입이 상속 관계의 하위 타입인 경우에 한해 사용할 수 있게 되었다.

foreach 루프에 대한 GetEnumerator 확장 메서드 지원

외부 개발자가 해당 타입의 소스코드를 변경하지 않고 단지 GetEnumerator 확장 메서드를 제공하면 foreach에 사용할 수 있도록 만들 수 있다.

부분 메서드에 대한 새로운 기능

C# 3.0의 부분 메서드는 다음 3가지 주요 제약을 가지고 있었는데 C# 9.0에서 모두 풀렸다.
- 리턴 타입 허용
- out 파라미터 허용
- (암묵적으로 private이지만) 명시적으로 private을 포함한 접근 제한자 허용
대신 구현부를 더 이상 생략할 수 없는 조건이 추가되었다.

localsinit 플래그 내보내기 무시

C# 컴파일러는 기본적으로 모든 로컬 변수의 공간을 사용 여부에 상관없이 0 값으로 초기화하도록 내부 코드를 생성한다.
- 하지만 0으로 초기화하는 것이 꼭 필요한 작업은 아니다.
- C# 컴파일러는 개발자가 명시적으로 초기화하지 않은 변수를 사용할 때 컴파일 오류를 발생시킨다.
- 어차피 개발자가 변수에 값을 할당해야 하기 때문에 변수를 초기화하는 작업을 2번 하지 않는 게 낫다.
- 로컬 변수의 초기화를 생략하고 싶은 메서드에 SkipLocalsInitAttribute 애트리뷰트를 unsafe와 함께 적용하면 성능을 높일 수 있다.

원시 크기 정수

32비트 환경에서는 4바이트로, 64비트 환경에서는 8바이트로 동작하는 nint, nuint 정수 타입이 새로 추가되었다.

함수 포인터

C# 8.0까지는 함수 포인터의 역할을 델리게이트가 담당했다.
- 델리게이트를 경유하기 때문에 성능이 떨어진다.
- C# 9.0부터 대상 메서드를 바로 호출해 성능을 높일 수 있는 새로운 함수 포인터 구문을 unsafe 문맥으로 제공한다.
- 델리게이트를 함수 포인터로 바꾸면 성능은 개선되지만 안정성을 포기해야 한다.
함수 포인터는 비관리 모듈과의 연동에도 큰 변화를 가져온다.
- 비관리 함수 포인터 지원
- 비관리 함수를 통한 콜백 지원

제약 조건이 없는 형식 파라미터 주석 (Unconstrained type parameter annotations)

기본적으로 nullable 형식임을 의미하는 물음표 표시는 참조 형식이 아닌 값 형식에만 허용된다.
- C# 8.0의 nullable 문맥은 참조 형식에 대해서도 ? 표시를 허용하게 만들었다.
- 그러나 범용 형식 파라미터(T)에 ?를 사용하면 해당 타입이 값 형식일 수도, 참조 형식일 수도 있으므로 컴파일 오류가 발생했다.
- 그래서 반드시 값 형식인지, 참조 형식인지 명시하는 제약이 필요하다.
- C# 9.0부터는 제약을 지정하지 않으면 "where T class"를 생략한 것으로 간주하기로 했다.
- 자세한 내용은 생략한다.

C# 10

레코드 개선

C# 10에서 record 문법이 2가지 개선되었다.
- 레코드 구조체
  - 참조 형식(class) 유형으로만 record 타입을 정의할 수 있었으나 이제는 값 형식의 타입 생성을 지시하는 record struct가 추가되었다.
  - 따라서 기존의 참조 형식 record 정의를 구분하기 위해 record class 타입도 명시적으로 추가되었다.
- class 타입의 record에 ToString 메서드의 sealed 지원
  - record를 정의하면 C# 컴파일러는 자동으로 System.Object 클래스의 멤버 중 Equals, GetHashCode, ToString 메서드에 대한 기본 코드를 제공하며, 원한다면 ToString과 GetHashCode 메서드에 한해 사용자 측에서 재정의할 수 있다.
  - C# 10부터는 상속 클래스에서의 재정의를 막는 sealed 키워드를 ToString 메서드에 적용하는 것이 가능해졌다. (단 record struct는 상속이 불가능하므로 사용할 수 없음)

구조체 개선

구조체에 다음 2가지를 지원하게 되었다.
- 기본 생성자 지원
- 필드 초기화 지원
이 기능들은 레코드 구조체(record struct)를 지원하기 위해 추가된 것이다.

네임스페이스 개선

전역 using 지시문
- 자주 사용하는 네임스페이스들을 파일마다 선언해야 하는 번거로움 때문에 추가된 기능이다.
- C# 프로젝트에 포함되는 하나의 소스코드 파일에 global 키워들을 이용한 네임스페이스 선언을 포함하면 된다.
- C# 10부터는 프로젝트 파일(.csproj) 안에 전역 네임스페이스 선언을 자동으로 추가할 수 있는 ImplicitUsings라는 설정이 추가되었고, 이것을 enable 시키면 전역 네임스페이스 선언을 담고 있는 C# 소스코드 파일을 자동으로 생성해 프로젝트와 함께 빌드한다.
파일 범위 네임스페이스
- C# 소스코드에서 네임스페이스를 정의하면 그 영역을 중괄호를 이용한 블록으로 표시한다.
- C# 10부터는 중괄호를 생략하면 기본적으로 해당 파일에 정의한 전체 타입에 적용된다.

보간된 상수 문자열

"문자열 내에 식(expression) 포함"에서 보간식을 사용하면 string.Format으로 치환된다.
- 부간식을 사용한 경우 프로그램 실행 시점에 문자열이 결정되기 때문에 상수식이 될 수 없다.
- 그러나 C# 10부터는 보간식에 사용한 코드가 오직 상수 문자열인 경우, 컴파일 시간에 문자열을 결정할 수 있게 되었다.
- 이러한 개선과 함께 상수 문자열을 리턴하는 nameof에 대한 문자열 보간식 내에서의 사용이 자유로워졌다.
- 그러나 이 기능은 오직 상수 문자열만 허용하며 그 외의 상수(숫자형 등)는 지원하지 않는다.

확장 속성 패턴

타입이 중첩된 경우 내부 인스턴스가 가진 필드에 대한 패턴 매칭을 좀 더 간편하게 지정할 수 있는 문법이 추가됐다.
- 기존의 경우 필드에 대한 패턴 지정은 중괄호를 이용해야만 했다.
- C# 10부터는 도트(.) 연산자를 이용해 멤버를 접근하던 것과 동일한 방식으로 중괄호의 사용을 줄일 수 있다.
- 또한 null 체크까지도 가능하므로 코드의 양을 줄일 수 있게 되었다.

람다 기능 향상

람다 사용법에 대한 3가지 개선이 이루어졌다.
- 람다 식에 애트리뷰트 허용
  - 단, 애트리뷰트가 지정된 경우에는 파라미터가 하나만 있는 람다 식에서는 반드시 해당 파라미터에 괄호를 함께 사용해야 한다.
- 리턴 타입 지정 허용
  - 이제 람다 식의 맅너 값을 명시적으로 지정할 수 있다.
  - 단, 리턴 타입을 명시하는 경우에는 파라미터가 하나라도 반드시 괄호와 함께 지정해야 한다.
- 람다 식에 대한 var 추론 향상
  - C# 9.0까지는 람다 식에 대해서는 var로 정의한 변수의 타입 추론을 지원하지 않았다.
  - 그래도 타입 정보가 없는 타입에서는 여전히 오류가 발생한다. (타입 정보가 있어야 추론이 가능함, 적어도 인자 값의 타입이라도...)
이로써 람다 식은 일반 메서드와 다름 없는 수준이 되었다.

호출자 인수 식

C# 5.0에 "호출자 정보"로 다음과 같은 애트리뷰트가 제공되었다.
- CallerMemberName
- CallerFilePath
- CallerLineNumber
C# 10에서는 호출자 인수를 식으로 처리할 수 있는 애트리뷰트가 추가되었다.
- CallerArgumentExpression
- 이것을 사용하면, 인자로 넘겨준 표현식을 C# 컴파일러가 자동으로 문자열로 넘겨주기 때문에 단위 테스트, 실행 로그를 남기는 데 유용하다.

기타 개선 사항

C# 10에서 개선된 기능은 다음과 같다.
- 한정된 할당 분석 개선 (Improved Definite Assignment Analysis)
- AsyncMethodBuilder 재정의
- 보간된 문자열 개선
  - 박싱/언박싱으로 인해 GC가 작동하여 성능이 저하했던 이전 코드가 내부적으로 GC 힙 메모리 사용을 줄이는 코드로 바뀌어서 컴파일된다.
- 분해 구문에서 기존 변수의 재사용 가능
  - Deconstrcut 메서드를 사용한 분해 구문 사용시 값이 대입될 변수를 괄호 안에 모두 선언하든지, 외부에서 모두 선언해야 했는데 이제는 내/외부 변수를 섞어서 받을 수 있게 되었다.
- Source Generator V2 API
- 향상된 #line 지시문

C# 11

인터페이스 내에 정적 추상 메서드 정의 가능

"기본 인터페이스 메서드"에서 인터페이스 내에 정적 멤버까지도 정의하는 것이 가능해졌다.
- C# 11부터는 정적 멤버 중 메서드에 대해서 하위 클래스에서 구현을 강제할 수 있는 abstract 구문을 추가했다.
- 가령 Math.Sum 메서드를 구현할 때 기존에는 제네릭 메서드가 불가능했지만 C# 11에서는 가능하다.
- 이외에도 닷넷 7부터 숫자 형식의 타입은 다음과 같은 인터페이스를 구현하고 있으므로 관련 연산이 필요할 때 제네릭 제약 조건을 활용하면 공통 코드를 쉽게 만들 수 있다.
숫자형 타입에 추가된 정적 추상 메서드를 담은 인터페이스

인터페이스 이름	재정의 가능한 기능
IParseable	`Parse(string, IFormatProvider)`
ISpanParseable	`Parse(ReadOnlySpan<char> IFormatProvider)`
IAdditionOperators	`x + y`
IBitwiseOperators	`x & y, x
IComparisonOperators	`x < y, x > y, x < y, x >= y`
IDecrementOperators	`--x, x--`
IDevisionOperators	`x / y`
IEqualityOperators	`x == y, x != y`
IIncrementOperators	`++x, x++`
IModulusOperators	`x % y`
IMultiplyOperators	`x * y`
IShiftOperators	`x << y, x >> y`
ISubtractionOperators	`x - y`
IUnaryNegationOperators	`-x`
IUnaryPlusOperators	`+x`
IAdditiveIdentity	`(x + T.AdditiveIdentity) == x`
IMinMaxValue	`T.MinValue, T.MaxValue`
IMultiplicativeIdentity	`(x * T.MultiplicativeIdentity) == x`
IBinaryFloatingPoint	2진 부동 소수점 형식의 공통 멤버
IBinaryInteger	2진 정수형의 공통 멤버
IBinaryNumber	2진 숫자 형식의 공통 멤버
IFloatingPoint	부동 소수점 형식의 공통 멤버
INumber	숫자 형식의 공통 멤버
ISignedNumber	부호 있는 숫자 형식의 공통 멤버
IUnsignedNumber	부호 없는 숫자 형식의 공통 멤버

제네릭 타입의 특성 적용

C# 1.0부터 지원하던 애트리뷰트가 C# 11부터 제네릭을 허용하게 되었다.
- IoC 컨테이너, TDD 프레임워크 등의 리플렉션을 활용하던 분야에서는 제네릭 특성의 도입으로 인해 이전보다 더 효율적으로 공통 코드를 적용하는 것이 가능해졌다.

사용자 정의 checked 연산자

"checked, unchecked"는 이미 만들어진 정수형 타입에 한해서만 동작했다.
C# 11에서 개발자는 ++, --, 음수 부호(-), 사칙연산(+, -, *, /) 연산자 오버로드 메서드를 각각 2개씩 다음 유형으로 구현할 수 있다.
- checked 키워드를 추가한 유형: C# 컴파일러가 checked 문맥인 경우 호출하는 메서드
- 기존 문법과 동일한 유형: C# 컴파일러가 unchecked 문맥인 경우 호출하는 메서드 (만약 checked 유형의 메서드를 정의하지 않으면 이 메서드가 checked 문맥에서도 호출됨)

shift 연산자 개선

shift 연산자 재정의에 대한 제약 완화
- "<<" 연산자를 재정의할 때 2번째 인자는 int만 사용할 수 있었다.
- C# 11부터는 이러한 제약이 풀려서 2번째 인자를 Int3 구조체 타입으로 재정의하는 것이 가능하다.
새로운 연산자 ">>>" (부호 없는 오른쪽 시프트 연산자)
- ">>" 연산자는 최상위 비트를 그대로 유지하면서 밀어낸다.
- 그래서 부호 없는 오른쪽 시프트 연산을 원할 경우 별도의 메서드를 구현해야 했다.
- 그러나 C# 11부터는 ">>>" 연산자를 사용하면 된다.

IntPtr/UIntPtr과 nint/unint의 통합

IntPtr/UIntPtr은 포인터 연산을 위한 용도로, nint/nuint는 플랫폼(32비트/64비트)에 따라 바뀌는 정수 타입이라는 용도로 분리해 사용했다.
C# 11에서 이 두 가지가 통합되었다.
- nint/nuint가 기존의 IntPtr/UIntPtr을 흡수했다.
- nint/nuint는 사칙 연산이 가능한 정수 타입이기에 닷넷 7의 BCL부터 IntPtr/UIntPtr에 대해 사칙 연산자에 해당하는 메서드 재정의가 추가되었다.

문자열 개선

원시 문자열 리터럴
- 기존에는 큰따옴표 자체를 문자열에 포함하기 위해서는 이스케이프 문자를 이용해야 했다.
- C# 11부터는 큰따옴표 3개로 시작과 끝을 감싸면 내부에 있는 문자열을 그대로 표현할 수 있다.
- 만약 3개 이상의 큰따옴표를 표시하고 싶으면, 문자열을 묶는 큰따옴표의 수를 그보다 1개 이상 많이 사용하면 된다.
문자열 보간 개선
- 보간식 내에 개행 허용
  - 중괄호 내의 보간식에 새로운 라인을 허용하게 되었다.
- 원시 문자열의 보간식에 사용할 중괄호의 이스케이프 처리 개선
  - 원시 문자열 내에 보간식을 사용하기 위한 중괄호 개수를 여러 개 허용하게 되었다.
  - 허용하고 싶은 중괄호 개수만큼 맨앞에 달러 기호 개수를 넣으면 된다.
UTF-8 문자열 리터럴 지원
- C# 언어는 소스코드에 사용한 문자열의 기본 인코딩을 UTF-16으로 한다.
- 반면, 다른 프로그래밍 언어에서 사용하는 각종 통신 방식의 기본 인코딩 방식은 UTF-8을 채택하고 있으므로 C# 문자열을 통신으로 보낼 때 UTF-8로 변환해야 한다. (byte[] buffer = Encoding.UTF8.GetBytes(text);)
- C# 11부터는 UTF-8 문자열 리터럴을 사용할 수 있게 u8 접미사를 지원해 해결하고 있다. (ReadOnlySpan<byte> buffer = "Hello"u8;)
- 단, UTF-8 문자열 맅럴은 컴파일 시에 값이 정해지는 상수가 아니라는 점을 유의할 것

목록 및 ReadOnlySpan 패턴 매칭

지금까지 추가된 패턴 매칭은 버전별로 다음과 같으며, C# 11에는 목록 패턴 매칭이 추가되었다.
- C# 7: 기본 패턴 매칭
- C# 8: switch 식, 프로퍼티 패턴, 튜플 패턴, 위치 패턴
- C# 9: 타입 패턴, 관계 연산자 지원, 논리 연산자 지원, 괄호 연산자 지원
- C# 10: 프로퍼티 패턴 개선
- C# 11: 목록 패턴 (.. 슬라이스 패턴, "_" 문자인 무시(discard) 패턴 추가)

ref struct 내에 ref 필드 지원

ref 필드는 GC 힙에 할당되는 참조형 타입 내에 정의하는 것이 불가능하다.
- 가비지 컬렉션의 부하가 심해지므로 막은 것이다.
- 오직 ref struct에 한해 ref 필드를 가질 수 있도록 제한을 풀었다.
scoped 키워드가 추가되었다.
- ref로 받은 파라미터를 절대로 다른 ref 필드에 보관하지 않겠다고 명시하는 효과를 갖는다.
- 이렇게 해야 ref 필드를 허용함에 따라 발생할 수 있는 문제를 차단할 수 있다. (메서드 내에서만 유효한 인스턴스가 메서드가 리턴된 이후에도 접근 가능하면 안 됨)

파일 범위 내에서 유효한 타입 정의

중첩 유형을 제외하고 타입 자체에 허용되는 접근 제한자는 internal, public 뿐이다.
- 그 외의 접근 제한자를 타입 정의에 사용하면 CS1527 컴파일 오류가 발생한다.
- C# 11에서는 타입에만 적용할 수 있는 새로운 접근 제한자로 file 키워드가 추가되었다.
- 파일 내부에서만 유효한 탓에 몇 가지 제약이 따른다.

메서드 파라미터에 대한 nameof 지원 확장

"nameof 연산자"를 이용하면 코드에서 사용한 식별자에 한해 하드 코딩을 없앨 수 있다.
- 단, 메서드의 파라미터는 내부 코드에서만 nameof를 적용할 수 있었기 때문에 메서드 또는 다른 파라미터의 문맥으로부터 접근하는 것은 컴파일 오류가 발생했다.
- C# 11부터는 이 사례들에 대해 모두 허용하게 되었다.

속성 및 필드에 지정할 수 있는 required 예약어 추가

타입에 생성자를 정의하면 그 타입의 인스턴스를 만들 때 어떤 값을 넘겨야 하는지 강제할 수 있는 효과를 얻을 수 있다.
- 하지만 값을 단순히 저장하는 것이 목적이라면 생성자를 매번 정의하는 것이 번거롭다.
- C# 11부터는 속성 및 필드에 적용할 수 있는 required 키워드를 통해 개체 초기화 구문에서 반드시 값을 제공하도록 강제하는 방법을 추가했다.
이와 함께 생성자에만 적용할 수 있는 SetsRequiredMembers 애트리뷰트가 함께 추가되었다.
- 이 애트리뷰트가 적용된 생성자는 required 필드를 무시할 수 있다.
- 단, SetsRequiredMembers가 적용된 생성자를 정의한 클래스를 상속 받는 경우, 해당 생성자와 연계하는 자식 클래스의 생성자를 정의한다면 반드시 SetsRequiredMembers 애트리뷰트를 함께 적용해야만 한다.
required 제약 사항
- required 멤버는 class, struct, record에서만 허용되고, interface에는 정의할 수 없다.
- fixed, ref readonly, ref, const, static 및 인덱서 구문에도 required를 조합할 수 없다.

구조체 필드의 기본값 자동 초기화

C# 10까지는 구조체의 경우 필드 초기화와 생성자 내에서의 코드를 합쳐서 모든 필드가 초기화되는 것을 강제했다.
C# 11부터는 struct 역시 class와 마찬가지로 초기화되지 않은 필드에 대해 자동으로 기본값을 설정하도록 바뀌었다.

정적 메서드에 대한 delegate 처리 시 캐시(cache) 적용

정적 메서드를 델리게이트 타입의 로컬 변수에 할당한 후 호출하는 코드의 경우, 호출할 때마다 GC 힙을 사용하는 코드가 실행된다.
- GC 힙 사용을 줄이려면 변수를 재활용하는 처리를 개발자가 직접 만들어야 한다.
- C# 11부터는 컴파일러가 자동으로 처리해주므로 기존 코드에 대해 GC 힙 사용을 줄여 성능이 개선되었다.

C# 12

기본 람다 파라미터

C# 3.0에 처음 선보인 람다 문법은 이후 지속적인 문법 개선이 있어왔다.
- C# 6.0: 람다 표현식을 이용해 일반 메서드, 속성과 인덱서의 get 접근자에 대한 정의
- C# 7.0: C# 6.0에 구현된 범위를 확장 - 생성자, 종료자, 이벤트의 add/remove, 속성과 인덱서의 set 접근자
- C# 9.0: 파라미터 무시, static 지원
- C# 10: 애트리뷰트 허용, 리턴 타입 지정, var 추론
C# 12부터는 람다 문법에 파라미터 기본값까지 설정할 수 있게 되었다.
- 단, 기본값을 지정한 경우에는 반드시 그에 맞는 delegate 타입을 사용해야 한다. (그렇지 않으면 컴파일 경고/오류가 발생한다)

기본 생성자

생성자 메서드는 대부분 내부 상태를 설정하는 단순한 용도로 쓰는 경우가 많다.
- C# 9.0의 record 문법을 활용하면 단 1줄의 코드로 줄일 수 있다.
- 편리한 record의 생성자 메서드 정의 방식을 C# 12부터 일반 타입에 도입한 것이 기본 생성자이다.
- record와 다른 점은 class 정의 시 지정한 파라미터는 생성자 메서드의 파라미터로만 사용할 뿐 그에 대응하는 내부 멤버 필드 및 초기화 코드까지 자동 생성하지는 않는다는 점이다.
- 즉, 생성자 메서드 정의만 생략할 수 있다.
- 나머지 다른 초기화 코드들은 기본 생성자의 파라미터를 활용해 직접 구현해야 한다.
- 유의사항: 다른 생성자와 함께 ㅈㅇ의할 경우 반드시 기본 생성자를 경유하는 this 호출 코드를 넣어야 한다.

모든 형식의 별칭

using을 이용하여 선언한 네임스페이스에 별칭을 부여할 수도 있다.
C# 12부터는 네임스페이스와 타입에 대해서만 별칭을 부여하던 범위를 넘어 다음 항목에 대한 별칭도 만들 수 있게 지원한다.
- 이름이 없는 타입
- 포인터 타입
- Nullable 타입

인라인 배열

C# 언어는 이미 고정 크기에 대한 배열을 fixed 구문을 통해 지원하고 있다.
- 다만 이 구문은 unsafe 문맥을 필요로 하며, 프로젝트 빌드 시에 AllowUnsafeBlocks 옵션을 true로 명시해야 한다.
- C# 12부터 InlineArray 애트리뷰트를 부여한 타입으로 해결하고 있다.
- 더 이상 unsafe를 필요로 하지 않는다.

컬렉션 식과 스프레드 연산자

다음의 타입들에 대해 컬렉션을 초기화하는 구문으로 기존의 중괄호와 함께 대괄호를 사용할 수 있게 되었다.
- 배열
- Span/ReadOnlySpan
- C# 3.0의 컬렉션 초기화 구문을 지원하는 타입
- IEnumerable 타입 중 C# 6.0의 Add 확장 메서드가 정의된 타입

ref readonly 파라미터

C# 12에서는 ref readonly 변경자가 추가되었다.
- C# 7.2에 추가된 in 변경자는 의미적으로 ref + readonly에 해당한다.
- in 변경자와 reaf readonly는 표현만 다를 뿐, 같은 구문에 불과하다.
- 다만 특정 상황에서 컴파일러가 경고를 다르게 한다. (ref readonly는 값을 직접 전달하면 경고를 발생시키지만, in 변경자는 경고를 발생시키지 않는다)

Interceptor (컴파일 시점에 메서드 호출 재작성)

특정 소스코드의 메서드 호출을 다른 메서드로 가로챌 수 있는 방법을 제공한다.
- 정식 버전으로 포함된 것이 아니며 약간의 사전 설정이 필요하다.
- C# 10에서 언급했던 소스 생성기에서 사용할 의도로 도입된 것이다.

Experimental 특성 지원

실험적으로 추가한 기능임을 인지시키는 Experimental 애트리뷰트가 추가되었다. (닷넷 8 BCL)
- C# 12 컴파일러는 이를 인지해 오류를 발생시키도록 연동되었다.
- 만약 사용자가 컴파일 오류를 무시하고 기능을 사용하고 싶다면 #pragma 지시자를 사용해야 한다.

Name		Name	Last commit message	Last commit date
Latest commit History 28 Commits
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Soonbum/CSharpDotNet

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닷넷과 C#

기본 개념

용어

C# 기초

자료형

기타 문법

객체 지향

C# 1.0

문법 요소

프로젝트 구성

예외

가비지 수집기

BCL (Base Class Library)

시간

문자열 처리

직렬화/역직렬화

컬렉션

파일

스레딩

네트워크 통신

데이터베이스

리플렉션

기타

C# 2.0

제네릭

?? 연산자 (null 병합 연산자)

default 예약어

yield return/break

partial 클래스

nullable 형식

익명 메서드

정적 클래스

C# 3.0

var 예약어

자동 구현 속성

개체 초기화 (Object initializers)

컬렉션 초기화

익명 타입

부분 메서드

확장 메서드 (Extension method)

람다 식

LINQ

C# 4.0

선택적 파라미터와 명명된 인수

dynamic 예약어

동시성 컬렉션

C# 5.0

호출자 정보

비동기 호출

C# 6.0

자동 구현 속성의 초기화 구문 추가

표현식(람다식)을 이용한 메서드, 속성 및 인덱서 정의

using static 구문을 이용한 타입명 생략

null 조건 연산자

문자열 내에 식(expression) 포함

nameof 연산자

Dictionary 타입의 인덱스 초기화

예외 필터

컬렉션 초기화 구문에 확장 메서드로 정의한 Add 지원

기타 개선 사항

C# 7.0

더욱 편리해진 out 파라미터 사용

리턴값 및 로컬 변수에 ref 기능 추가

튜플

Deconstruct 메서드

람다 식을 이용한 메서드 정의 확대

로컬 함수

사용자 정의 Task 타입을 async 메서드의 리턴 타입으로 사용 가능

자유로워진 throw 사용

리터럴에 대한 표현 방법 개선

패턴 매칭

C# 7.1

Main 메서드에 async 예약어 허용

default 리터럴 추가

타입 추론을 통한 튜플의 변수명 자동 지정

신규 추가 타입: `Span<T>`