11. 클래스 - 생성자와 소멸자

클래스에는 생성자와 소멸자라는 특별한 메서드가 있습니다. 생성자는 클래스의 인스턴스가 생성될 때 호출되는 메서드이고, 소멸자는 클래스의 인스턴스가 소멸될 때 호출되는 메서드입니다. 간단한 이해를 위해 지난 시간에 다뤘던 Student 클래스를 조금 수정해보도록 하겠습니다.

생성자

생성자는 클래스의 인스턴스가 생성될 때 호출되는 메서드입니다. 생성자는 클래스의 이름과 동일한 이름을 가집니다.

using System;

namespace StudentLibrary
{
    public class Student // public으로 변경
    {
        public int StudentNumber;
        public int Grade;
        public int Class;
        public string Name;
        protected bool IsGraduated;

        // 생성자
        public Student()
        {
            Console.WriteLine("Student 생성자 호출");
        }
    }
}

지난시간의 프로젝트를 실행하면 아래와 같은 결과가 나타납니다.

실행 결과

Student 클래스의 인스턴스가 생성될 때 Student 생성자 호출이라는 메시지가 출력되는 것을 확인할 수 있습니다. Program.cs 소스 맨 끝 줄에 Student 객체를 한개 더 생성한다면, 메시지가 한번 더 출력될 것 입니다.

// See https://aka.ms/new-console-template for more information
using StudentLibrary;

Student student = new Student()
{
    StudentNumber = 2021030101,
    Grade = 3,
    Class = 1,
    Name = "홍길동"
};

Console.WriteLine($"{student.Name}은 {student.Grade}학년 입니다");
student.SetIsGraduated();
Console.WriteLine($"{student.Name}은 {(student.GetIsGraduated()? "졸업" : "미졸업")}학년 입니다");

Student student1 = new Student(); // student1 객체 생성

실행 결과

생성자의 파라메터

생성자는 다른 메서드와 마찬가지로 파라메터를 가질 수 있습니다. 아래 예제는 파라메터를 통해 학생의 이름을 초기화하는 생성자를 추가한 예제입니다.

public class Student // public으로 변경
{
    public int StudentNumber;
    public int Grade;
    public int Class;
    public string Name;
    protected bool IsGraduated;

    public Student(int Grade, int Class, string Name)
    {
        this.Grade = Grade;
        this.Class = Class;
        this.Name = Name;
    }
}

this는 클래스의 인스턴스를 가리키는 키워드입니다. 일반적으론 없어도 되지만 this.Grade 처럼 파라메터명이 멤버 변수명과 동일하면 프로그램에서 동일이름에 대해 함수의 파라메터를 우선으로 인식하기 때문에, 멤버 변수를 가리키기 위해 this를 사용합니다.

program.cs 소스에선 아래와 같이 생성자를 호출할 수 있습니다.

// See https://aka.ms/new-console-template for more information
using StudentLibrary;

Student student = new Student(3, 1, "홍길동");

Console.WriteLine($"{student.Name}은 {student.Grade}학년 입니다");

student.SetIsGraduated();

Console.WriteLine($"{student.Name}은 {(student.GetIsGraduated()? "졸업" : "미졸업")}학년 입니다");

생성자 오버로딩

생성자도 함수오버로딩이 가능합니다. 함수 오버로딩이 이해가 안된다면 9. 함수를 참고해주세요.

public class Student // public으로 변경
{
    public int StudentNumber;
    public int Grade;
    public int Class;
    public string Name;
    protected bool IsGraduated;

    public Student(int Grade, int Class, string Name)
    {
        this.Grade = Grade;
        this.Class = Class;
        this.Name = Name;
    }

    public Student(int StudentNumber, int Grade, int Class, string Name)
    {
        this.StudentNumber = StudentNumber;
        this.Grade = Grade;
        this.Class = Class;
        this.Name = Name;
    }
}

생성자의 접근제한자

생성자에도 private, public, protected 등의 접근제한자를 사용할 수 있습니다. 하지만 public 생성자가 아닌 경우, 해당 클래스의 인스턴스를 생성할 수 없습니다. 직접 생성할 수 없게 됩니다.

public class Student
{
    public int StudentNumber;
    public int Grade;
    public int Class;
    public string Name;
    protected bool IsGraduated;

    private Student(int Grade, int Class, string Name)
    {
        this.Grade = Grade;
        this.Class = Class;
        this.Name = Name;
    }
}
using StudentLibrary;

Student student = new Student(3, 1, "홍길동"); // 컴파일 에러

이걸 왜 지원하는지 잘 이해가 안될 수도 있습니다. 그러나 종종 프로그램에서 1개의 클래스에서 오직 1개의 객체만을 생성하여 사용하길 제한하는 경우가 있습니다. 이것을 싱글톤 패턴(Singleton Pattern)이라고 합니다. 싱글톤 패턴은 GoF의 디자인 패턴 중 하나로, 프로그램 내에서 1개의 객체만을 생성하여 사용하도록 하는 패턴입니다. 프로그래밍 기초단계에서 설명하기엔 너무 앞서가는 내용이므로 여기서 따로 다루진 않겠습니다.

GoF 디자인 패턴에 대한 자세한 내용은 GoF 디자인 패턴을 참고해주세요.

using SingletonLibrary;

Singleton singleton = Singleton.GetInstance();
Singleton singleton1 = Singleton.GetInstance();

Console.WriteLine(singleton == singleton1); // 두 객체는 사실상 같은 메모리 주소를 가리키는 1개의 변수객체

소멸자

소멸자는 클래스의 인스턴스가 소멸될 때 호출되는 메서드입니다. 소멸자는 클래스의 이름 앞에 ~를 붙여서 사용합니다. 소멸자는 다음과 같은 형식으로 사용됩니다.

using System;

namespace StudentLibrary
{
    public class Student // public으로 변경
    {
        public int StudentNumber;
        public int Grade;
        public int Class;
        public string Name;
        protected bool IsGraduated;

        // 생성자
        ~Student()
        {
            Console.WriteLine("Student 생성자 호출");
        }
    }
}

소멸자는 생성자와 달리 파라메터를 가질 수 없습니다. 또한 소멸자는 오직 한개만 존재할 수 있습니다. 소멸자가 호출되는 시점은 객체가 소멸될 때이므로, 파라메터나 오버로딩을 제공할 이유가 없기 때문입니다. 만약 소멸자가 두개 이상 존재한다면 컴파일 에러가 발생합니다.

또한 .NET 특성상 일반적으론 개발자가 직접 객체 소멸을 제어할 수 없으므로, 해당 예제에서 소멸자의 호출을 확인할 순 없습니다.

소멸시기는 가비지 컬렉터에 의해 결정됩니다. 가비지 컬렉터란? 객체와 같은 메모리 자원이 프로그램 내에서 더 이상 사용되지 않을 때, 해당 메모리 자원을 해제하여 프로세스가 사용하는 메모리양을 최적화하는 역할을 합니다. 만약 가비지 컬렉터가 없다면 개발자가 직접 메모리를 해제해야 하며, 실수로 해제하지 않을 경우 프로그램 실행 중 점점 메모리 사용량이 늘어나 결국에는 PC의 메모리를 전부 고갈시켜 프로그램이 강제 종료되는 문제가 발생할 수 있습니다. 다만 가비지 컬렉터가 메모리 수집을 하는 순간엔 프로그램의 성능이 저하될 수 있으므로, 정리 대상이 생겼다고 하여 무작정 동작하진 않습니다.

가비지 컬렉터에 대한 자세한 내용은 가비지 수집 기본 사항를 참고해주세요.

참조

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