프로그래밍 언어란

C#과 같은 프로그래밍 언어를 사용하면 컴퓨터에서 수행하려는 명령을 작성하고 실행할 수 있습니다. 프로그래밍 언어마다 구문이 다르지만, 첫 번째 프로그래밍 언어를 배운 뒤 다른 프로그래밍 언어는 쉽게 배울 수 있습니다. 프로그래밍 언어의 작업은 사람이 읽고 이해할 수 있는 방식으로 명령을 작성할 수 있도록 하는 것입니다. 프로그래밍 언어로 작성하는 명령을 “소스코드” 라고 합니다.

작성된 소스코드는 개발자만이 알 수 있는 구문입니다. 이것을 컴퓨터가 알 수 있게 하는 것이 컴파일입니다. 컴파일을 해야만 컴퓨터가 알 수 있는 형식이 되고 인식할 수 있습니다.

컴파일이란

컴파일러 라는 특수 프로그램은 컴퓨터 CPU에서 실행할 수 있는 다른 형식으로 소스 코드를 컴퓨터가 알아 볼 수 있는 형식으로 변환합니다. 개발 툴을 이용하면 버튼 1클릭으로 쉽게 컴파일 할 수 있습니다.

소스코드를 컴파일해야 하는 이유는 대부분의 프로그래밍 언어는 처음보는 사람은 암호처럼 보이겠지만 컴퓨터 조차 그렇게 본다는 것입니다. 수천 또는 수백만 개의 작은 스위치를 설정하거나 해제하여 표현되는 컴퓨터 언어로 변경하는 것이 컴파일이 기본이라고 보시면 됩니다.

가령 인간이 이해하는 코드와 컴퓨터가 이해하는 형식을 연결하는 브릿지로 생각하면 되겠습니다.

구문이란

프로그래밍 언어의 구문에는 키워드, 연산자(세미콜론 또는 괄호와 같은 특수 키보드 문자), 컴파일러에서 적용하는 기타 문법 규칙 등이 포함됩니다. 모두가 합의한 규칙대로 정해시 치기만 하면 되는 것입니다. 가령 구문을 끝낼 때는 ; 문자로 마친다든지 하는 것들이죠.

개발 툴(대표적으로 비쥬얼 스튜디오)에 코드를 입력하면 여러 단어와 기호의 색이 약간 변경되는 것을 확인할 수 있습니다. 구문 강조 표시는 C#의 구문 규칙을 따르지 않는 코드 오류를 쉽게 파악하는 데 사용할 수 있는 유용한 기능입니다. 한글에서 타자를 칠 때 맞춤법 틀리면 아래 빨간실선 생기는 것과 같습니다.

Visual Studio Code와 Visual Studio IDE같은 개발툴에서는 이런 기능과 비슷하고 훨씬 더 강력한 여러가지 옵션을 사용할 수 있습니다.

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자마린은 오픈 소스 UI 프레임워크입니다. 개발자는 자마린을 사용하며 단일한 공유 코드베이스에서 안드로이드, iOS, 윈도우 애플리케이션을 빌드할 수 있습니다.

개발자는 Xamarin.Forms로 C#의 코드 숨김이 있는 XAML에서 사용자 인터페이스를 만들 수 있습니다. 이러한 인터페이스는 각 플랫폼에서 성능 네이티브 컨트롤로서 렌더링됩니다.

자마린 사용대상

자마린의 사용 대상은 다음을 목표로 하는 개발자입니다

• .플랫폼 전반에서 UI 레이아웃과 디자인을 공유합니다.
• 플랫폼 전반에서 코드, 테스트 및 비즈니스 논리를 공유합니다.
• Visual Studio로 C#의 플랫폼 간 앱을 작성합니다.

자마린 작동방법

자마린은 플랫폼 전반에서 UI 요소를 만들기 위한 일관된 API를 제공합니다. 이 API는 XAML이나 C#으로 구현이 가능하며 MVVM(Model-View-ViewModel) 같은 패턴에 대한 데이터 바인딩을 지원합니다.

런타임에서 자마린은 플랫폼 렌더러를 사용하여 플랫폼 간 UI 요소를 Xamarin.Android, Xamarin.iOS, UWP의 네이티브 컨트롤로 변환합니다. 따라서 개발자는 여러 플랫폼 간에 코드를 공유하면서도 네이티브한 모양과 느낌, 성능을 얻을 수 있습니다.

자마린 애플리케이션은 일반적으로 공유된 .NET Standard 라이브러리와 개별 플랫폼 프로젝트로 구성됩니다. 공유 라이브러리에는 XAML 또는 C# 뷰와 서비스, 모델 또는 기타 코드와 같은 비즈니스 논리가 포함되어 있습니다. 플랫폼 프로젝트에는 애플리케이션에 필요한 플랫폼별 논리 또는 패키지가 포함됩니다.

자마린 플랫폼을 사용하여 플랫폼 전반에서 .NET 애플리케이션을 기본적으로 실행합니다.

라이브러리

애플리케이션에 다양한 기능을 추가하는 라이브러리의 대규모 에코시스템이 있습니다. 대표적으로 Xamarin.Essentials이 있습니다.

Xamarin.Essentials

Xamarin.Essentials는 네이티브 디바이스 기능을 대상으로 플랫폼 간 API를 제공하는 라이브러리입니다. Xamarin와 마찬가지로 Xamarin.Essentials 또한 일종의 추상화로서 네이티브 유틸리티 액세스 프로세스를 간소화합니다. Xamarin.Essentials에서 제공하는 유틸리티의 예로는 다음 몇 가지를 들 수 있습니다.

• 디바이스 정보
• 파일 시스템
• 가속도계
• 전화 걸기
• 텍스트 음성 변환
• 화면 잠금

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C#의 핵심 조직

C#의 핵심 조직 개념은 ‘프로그램’, ‘네임스페이스’, ‘형식’, ‘멤버’, ‘어셈블리’입니다. 프로그램은 멤버를 포함하고 네임스페이스로 구성될 수 있는 형식을 선언합니다. 클래스, 구조체 및 인터페이스는 형식의 하나 입니다. 필드, 메서드, 속성 및 이벤트는 멤버의 하나 입니다.

C# 프로그램을 컴파일하면 실제로 어셈블리로 패키지됩니다. 어셈블리는 일반적으로 애플리케이션을 구현하는지 또는 *라이브러리**를 구현하는지에 따라 각각 파일 확장명 .exe 또는 .dll을 갖습니다.

어셈블리 예제

간단한 예로, 다음 코드를 포함하는 어셈블리를 생각해 볼 수 있습니다.

using System; 

namespace Acme.Collections 
{
     public class Stack<T>
     {
         Entry _top;
         
         public void Push(T data)
         {       
              _top = new Entry(_top, data);
         }

         public T Pop()
         {
             if (_top == null)
             {
                 throw new InvalidOperationException();
             }

             T result = _top.Data;
             _top = _top.Next;
             
             return result;
         }

         class Entry
         {
             public Entry Next { get; set; }
             public T Data { get; set; }
             
             public Entry(Entry next, T data)
             {
                 Next = next;
                 Data = data;
             }
         }
     }
 }

이 클래스의 정규화된 이름은 Acme.Collections.Stack입니다. 클래스에는 필드 top, 2개의 메서드 Push 및 Pop, 중첩된 클래스 Entry 등의 여러 멤버가 포함됩니다. Entry 클래스는 필드 next 및 필드 data, 생성자의 세 멤버가 포함됩니다. Stack은 제네릭 클래스입니다. 이는 사용 시 구체적인 형식으로 대체되는 T 형식 매개 변수 하나를 포함합니다.

어셈블리에는 IL(중간 언어) 명령 형식의 실행 코드와 메타데이터 형식의 기호 정보가 포함됩니다. 어셈블리가 실행되기 전에, .NET 공용 언어 런타임의 JIT(Just-In-Time) 컴파일러가 어셈블리 안의 IL 코드를 해당 프로세서에 맞는 코드로 변환합니다.

어셈블리는 코드와 메타데이터를 모두 포함하는 기능의 자체 설명 단위이므로 C#에서는 #include 지시문과 헤더 파일이 필요하지 않습니다. 특정 어셈블리에 포함된 공용 형식 및 멤버는 프로그램을 컴파일할 때 해당 어셈블리를 참조하는 것만으로 C# 프로그램에서 사용 가능해집니다. 예를 들어 이 프로그램에서는 acme.dll 어셈블리의 Acme.Collections.Stack 클래스를 사용합니다.

Acme.Collections.Stack를 사용하는 프로그램 예제

using System; 
using Acme.Collections;

class Example 
{
     public static void Main()
     {
         var s = new Stack<int>();
         s.Push(1); // stack contains 1
         s.Push(10); // stack contains 1, 10
         s.Push(100); // stack contains 1, 10, 100
         Console.WriteLine(s.Pop()); // stack contains 1, 10
         Console.WriteLine(s.Pop()); // stack contains 1
         Console.WriteLine(s.Pop()); // stack is empty
     }
 }

이 프로그램을 컴파일하려면 위의 예제에 정의된 스택 클래스를 포함하는 어셈블리를 참조해야 합니다.

C# 프로그램은 여러 원본 파일에 저장될 수 있습니다. C# 프로그램을 컴파일하면 모든 원본 파일이 함께 처리되고 서로를 제약 없이 참조할 수 있습니다. 개념적으로 처리되기 전에 모든 원본 파일이 하나의 대량 파일에 연결된 것과 같습니다. 소수의 경우를 제외하고 선언 순서는 중요하지 않으므로 C#에서는 정방향 선언이 필요한 경우가 없습니다. C#은 소스 파일을 하나의 공용 형식만 선언하도록 제한하거나 소스 파일 이름이 소스 파일에 선언된 형식과 일치하도록 요구하지 않습니다.

이점은 객체지향 프로그램이 좋은점이기도 합니다.

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필드

필드 는 클래스 또는 클래스의 인스턴스와 연결된 변수입니다.

static 한정자를 사용하여 선언된 필드는 정적 필드를 정의합니다. 정적 필드는 정확히 하나의 스토리지 위치를 식별합니다. 클래스의 인스턴스가 몇 개나 만들어졌는지에 관계없이 정적 필드의 복사본은 하나뿐입니다.

static 한정자 없이 선언된 필드는 인스턴스 필드를 정의합니다. 클래스의 모든 인스턴스는 해당 클래스의 모든 인스턴스 필드의 별도 복사본을 포함합니다.

다음 예제에서 Color 클래스의 각 인스턴스는 R, G 및 B 인스턴스 필드의 별도 복사본을 갖지만 Black, White, Red, Green 및 Blue 정적 필드의 복사본은 하나뿐입니다.

public class Color 
{
     public static readonly Color Black = new Color(0, 0, 0);
     public static readonly Color White = new Color(255, 255, 255);
     public static readonly Color Red = new Color(255, 0, 0);
     public static readonly Color Green = new Color(0, 255, 0);
     public static readonly Color Blue = new Color(0, 0, 255);

     public byte R;
     public byte G;
     public byte B;

     public Color(byte r, byte g, byte b)
     {
         R = r;
         G = g;
         B = b;
     } 
}

위 예제와 같이 읽기 전용 필드 는 readonly 한정자를 사용하여 선언될 수 있습니다. 읽기 전용 필드에 대한 할당은 필드 선언의 일부로 또는 동일한 클래스의 생성자에서만 발생할 수 있습니다.

메서드

메서드 는 개체 또는 클래스에서 수행할 수 있는 계산이나 작업을 구현하는 멤버입니다. 정적 메서드 는 클래스를 통해 액세스됩니다. 인스턴스 메서드 는 클래스의 인스턴스를 통해 액세스됩니다.

메서드에는 메서드로 전달되는 값 또는 변수 참조를 나타내는 ‘매개 변수’ 목록이 있을 수 있습니다. 메서드에는 메서드에 의해 계산되고 반환되는 값의 형식을 지정하는 ‘반환 형식’이 있습니다. 메서드가 값을 반환하지 않을 경우 반환 형식은 void입니다.

형식과 마찬가지로 메서드에는 메서드가 호출될 때 형식 인수가 지정되어야 하는 형식 매개 변수 집합도 있을 수 있습니다. 형식과 달리 형식 인수는 종종 메서드 호출의 인수에서 유추될 수 있으므로 명시적으로 지정할 필요가 없습니다.

메서드의 시그니처 는 메서드가 선언되는 클래스에서 고유해야 합니다. 메서드 시그니처는 메서드의 이름, 형식 매개 변수의 수, 해당 매개 변수의 수, 한정자 및 형식으로 구성됩니다. 메서드 시그니처는 반환 형식을 포함하지 않습니다.

메서드 본문이 단일 식인 경우 메서드는 다음 예제와 같이 간결한 식 형식을 사용하여 정의할 수 있습니다.

public override string ToString() => "This is an object";

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클래스는 상속과 다형성을 지원하는 형식을 정의합니다. 이를 통해 파생 클래스의 계층 구조를 기반으로 정교한 동작을 만들 수 있습니다. 이와 대조적으로 ‘구조체’ 형식은 보다 단순한 형식으로, 기본 용도는 데이터 값을 저장하는 것입니다.* 구조체는 기본 형식을 선언할 수 없으며, System.ValueType에서 암시적으로 파생됩니다. struct 형식에서 다른 struct 형식을 파생할 수 없으며 암시적으로 봉인됩니다.

public struct Point 
{
     public double X { get; }
     public double Y { get; }

     public Point(double x, double y) => (X, Y) = (x, y); 
}

‘인터페이스’는 클래스 및 구조체로 구현할 수 있는 계약을 정의합니다. 인터페이스는 메서드, 속성, 이벤트 및 인덱서를 포함할 수 있습니다. 인터페이스는 일반적으로 해당 인터페이스가 정의하는 멤버의 구현을 제공하지 않으며 단지 해당 인터페이스를 구현하는 클래스 또는 구조체에서 제공해야 하는 멤버를 지정합니다.

인터페이스는 ‘다중 상속’을 사용할 수 있습니다. 다음 예제에서 인터페이스 IComboBox는 ITextBox 및 IListBox를 둘 다 상속합니다.

interface IControl 
{
     void Paint(); 
} 

interface ITextBox : IControl 
{
     void SetText(string text); 
} 

interface IListBox : IControl 
{
     void SetItems(string[] items); 
} 

interface IComboBox : ITextBox, IListBox { }

클래스 및 구조체는 여러 인터페이스를 구현할 수 있습니다. 다음 예제에서 클래스 EditBox는 IControl 및 IDataBound를 둘 다 구현합니다.

interface IDataBound 
{
     void Bind(Binder b); 
} 

public class EditBox : IControl, IDataBound 
{
     public void Paint() { }
     public void Bind(Binder b) { } 
}

클래스 또는 구조체가 특정 인터페이스를 구현하는 경우 해당 클래스 또는 구조체의 인스턴스를 해당 인터페이스 형식으로 암시적으로 변환할 수 있습니다. 예를 들면 다음과 같습니다.

EditBox editBox = new EditBox();
IControl control = editBox; 
IDataBound dataBound = editBox;

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클래스

클래스 는 C#의 가장 기본적인 형식입니다. 클래스는 상태(필드)와 작업(메서드 및 기타 함수 멤버)을 하나의 단위로 결합하는 데이터 구조입니다. 클래스는 해당 클래스의 ‘인스턴스’(‘개체’라고도 함)에 대한 정의를 제공합니다. 클래스는 상속 및 다형성 과 파생된 클래스 가 기본 클래스 를 확장하고 특수화할 수 있는 메커니즘을 지원합니다.

새 클래스는 클래스 선언을 사용하여 만들어집니다. 클래스 선언은 헤더로 시작합니다. 헤더는 다음을 지정합니다.

• 클래스의 특성 및 한정자
• 클래스의 이름
• 기본 클래스(기본 클래스에서 상속하는 경우)
• 이 클래스에서 구현한 인터페이스

헤더 다음에는 구분 기호 { 및 } 간에 작성되는 멤버 선언 목록으로 구성되는 클래스 본문이 나옵니다. 다음 코드는 Point라는 간단한 클래스의 선언입니다.

public class Point 
{
  public int X { get; }
  public int Y { get; }

    public Point(int x, int y) => (X, Y) = (x, y);
}

클래스의 인스턴스는 새 인스턴스에 대한 메모리를 할당하고, 인스턴스를 초기화하는 생성자를 호출하고, 인스턴스에 대한 참조를 반환하는 new 연산자를 사용하여 만들어집니다. 다음 문은 두 개의 Point 개체를 만들고 해당 개체에 대한 참조를 두 변수에 저장합니다.

var p1 = new Point(0, 0);
var p2 = new Point(10, 20);

개체

개체가 차지하는 메모리는 개체에 더 이상 연결할 수 없을 때 자동으로 회수됩니다. C#에서는 개체를 명시적으로 할당 취소할 필요가 없으며 가능하지도 않습니다.

기본 클래스

클래스 선언은 기본 클래스를 지정할 수 있습니다. 클래스 이름 및 형식 매개 변수 뒤에 콜론과 기본 클래스의 이름을 사용하면 됩니다. 기본 클래스 지정을 생략하면 object 형식에서 파생되는 클래스와 같습니다. 다음 예제에서 Point3D의 기본 클래스는 Point입니다. 첫 번째 예제에서 Point의 기본 클래스는 object입니다.

public class Point3D : Point 
{     
  public int Z { get; set; }
  public Point3D(int x, int y, int z) : base(x, y)
  {
    Z = z;
  }
}

클래스는 기본 클래스의 멤버를 상속합니다. 상속은 클래스가 기본 클래스의 거의 모든 멤버를 암시적으로 포함함을 의미합니다. 클래스는 인스턴스 및 정적 생성자와 종결자는 상속하지 않습니다. 파생 클래스는 해당 파생된 클래스를 상속하는 멤버에 새 멤버를 추가할 수 있지만 상속된 멤버의 정의를 제거할 수 없습니다. 앞의 예제에서 Point3D는 Point에서 X 및 Y 멤버를 상속하고 모든 Point3D 인스턴스는 세 개의 속성, 즉 X, Y 및 Z를 포함합니다.

클래스 형식에서 해당 기본 클래스 형식 간에 암시적 변환이 존재합니다. 클래스 형식의 변수는 해당 클래스의 인스턴스 또는 모든 파생 클래스의 인스턴스를 참조할 수 있습니다. 예를 들어 이전 클래스 선언에서 형식 Point의 변수는 Point 또는 Point3D를 참조할 수 있습니다.

Point a = new Point(10, 20);
Point b = new Point3D(10, 20, 30);

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