C# 세미나 자료: 값 형식과 참조 형식

1. 개요

C#에서 **값 형식(Value Type)**과 **참조 형식(Reference Type)**은 메모리 처리 방식과 동작에 있어 중요한 차이를 보입니다. 본 세미나에서는 두 형식의 차이점, 사용 방법, 메모리 구조, 복사 방식 및 실무 활용법 등을 초급~고급 단계로 나누어 설명합니다.

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2. 기본 이론

2.1 값 형식 (Value Type)

• 스택(Stack) 메모리에 저장
• 데이터를 직접 담음
• 복사 시 값 자체가 복사됨
• 기본 예시: int, float, bool, char, struct, enum

2.2 참조 형식 (Reference Type)

• 힙(Heap) 메모리에 저장
• 데이터의 참조(주소)를 저장
• 복사 시 참조(주소)가 복사됨
• 기본 예시: string, class, object, interface, delegate

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3. 단계별 설명

3.1 초급: 기본 개념 이해

예시 코드

int a = 10;
int b = a;      // b는 a의 값을 복사
b = 20;
Console.WriteLine(a); // 출력: 10

class Person {
    public string Name;
}

Person p1 = new Person();
p1.Name = "홍길동";
Person p2 = p1;
p2.Name = "이영희";
Console.WriteLine(p1.Name); // 출력: 이영희

주의사항

• 값 형식은 복사된 값이 서로 독립적으로 존재
• 참조 형식은 같은 객체를 가리키므로 한 쪽을 수정하면 다른 쪽도 영향 받음

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3.2 중급: 구조체와 클래스 차이, 메서드 전달

구조체 vs 클래스 비교

항목구조체 (struct)클래스 (class)

저장 위치	스택	힙
상속	불가능	가능
기본 상속	System.ValueType	System.Object
기본 용도	가벼운 데이터 구조	복잡한 객체

메서드 전달 예시

void ModifyValue(int x)
{
    x += 10;
}

void ModifyRef(Person p)
{
    p.Name = "수정됨";
}

int num = 5;
ModifyValue(num);
Console.WriteLine(num); // 출력: 5

Person p = new Person { Name = "초기값" };
ModifyRef(p);
Console.WriteLine(p.Name); // 출력: 수정됨

팁

• 값 형식은 out/ref로 전달하지 않으면 복사본 처리
• 참조 형식은 항상 참조로 전달되며, 내부 값 변경 가능

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3.3 고급: boxing/unboxing, nullable, 복사 전략

Boxing / Unboxing

• Boxing: 값 형식을 참조 형식으로 변환 (object에 할당)
• Unboxing: 참조 형식을 다시 값 형식으로 변환

int i = 123;
object o = i;         // Boxing
int j = (int)o;       // Unboxing

Nullable 값 형식

• 값 형식은 기본적으로 null 불가 → ?를 사용하면 null 허용

int? age = null;
if (age.HasValue)
    Console.WriteLine(age.Value);

깊은 복사와 얕은 복사

• 참조 형식을 복사할 때 복제 방식 결정 필요

Person original = new Person { Name = "원본" };
Person shallow = original;          // 얕은 복사
Person deep = new Person { Name = original.Name }; // 깊은 복사

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4. 결론

• 값 형식과 참조 형식은 메모리 구조, 복사 방식, 데이터 전달 방식에서 차이가 있음
• 구조체와 클래스의 사용 목적을 명확히 해야 성능과 안정성 향상
• Boxing/Unboxing은 성능 이슈가 있으므로 자주 사용은 피해야 함
• 실무에서는 깊은 복사/얕은 복사 여부에 따라 버그가 발생할 수 있으므로 주의

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5. Q&A

• Q: string은 값 형식인가요 참조 형식인가요? A: 참조 형식이지만 불변(immutable) 특성을 가지므로 값 형식처럼 사용됨
• Q: 구조체에 메서드나 속성을 정의할 수 있나요? A: 가능합니다. 클래스처럼 멤버를 정의할 수 있습니다.
• Q: 참조 형식을 복사할 때 안전하게 복사하려면? A: 깊은 복사(Deep Copy)를 수동 구현하거나, ICloneable 인터페이스를 활용합니다.

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감사합니다!