[C#] 부분 클래스와 부분 메서드(partial), 정적 클래스(static)

부분(분할) 클래스와 부분 메서드의 개념과 사용법을 직관적인 예제와 함께 간단히 정리해보겠다. 이후 정적 클래스의 개념과 특성을 알아본다.

 

부분(Partial) 클래스

---

분할 클래스라고도 부른다. 클래스의 기능이 복잡하면 하나의 클래스가 몹시 길어지기 때문에, 한 파일에 한 클래스를 구현하는 것이 어려울 수 있다. 닷넷 2.0부터 partial 키워드를 통해 한 클래스를 여러 파일로 분할할 수 있게 되었다. 부분 클래스 정의를 사용할 때의 제한 사항에 주의.

 

• 부분 클래스 : 여러 파일로 나눠서 동일 클래스 구성하기  

//1. First.cs
using System;

namespace PartialPractice
{
    public partial class PartialClass
    {
        public void pFirst() => Console.WriteLine("Partial First");
    }
}

//2. Second.cs
using System;

namespace PartialPractice
{
    public partial class PartialClass
    {
        public void pSecond() => Console.WriteLine("Partial Second");
    }
}

//3. Main.cs
namespace PartialPractice
{
    public partial class PartialClass
    {
        static void Main()
        {
            var pSum = new PartialClass();
            pSum.pFirst();
            pSum.pSecond();
        }
    }
}

 

• 부분 클래스 : 속성과 메서드를 나눠서 동일 클래스 구성하기

using System;

//속성만 정의한 부분 클래스
public partial class PartialStudent
{
    public string Name { get; set; }
    public int ID { get; set; } 
}
    
//메서드만 정의한 부분 클래스 : 다른 부분 클래스의 멤버 사용 가능
public partial class PartialStudent
{
    public void PrintInfo() => Console.WriteLine($"{Name}[{ID}]");
}

class MainClass
{
    static void Main()
    {
        PartialStudent s = new PartialStudent() { Name = "김밥", ID = 01111 };
        s.PrintInfo();
    }
}

 

• 제한 사항 : 부분 클래스 정의를 사용할 때의 규칙들
  • 한 클래스를 구성하는 모든 부분 클래스(부분 형식)들은 모두 partial 한정자를 통해 정의되어야 한다.
  • partial 한정자는 class, struct, interface 바로 앞에 나타날 수 있다.
  • 부분 형식 정의 내에 중첩해서 부분 형식을 사용할 수 있다.
  • 동일한 형식의 일부로 작성된 모든 부분 형식 정의는 동일한 어셈블리와 동일한 모듈(.exe와 .dll)에서 정의된다.
  • 모든 부분 형식 정의에서 클래스 이름 및 제네릭 형식의 매개 변수(순서 포함)가 일치해야 한다.
  • 한 부분 형식 정의에 다음과 같은 키워드 등이 있는 경우, 다른 부분 형식 정의의 키워드와 충돌 불가하다.
    • public
    • private
    • protected
    • internal
    • abstract
    • sealed
    • 제네릭 제약 조건
    • 기본 클래스
    • new 한정자(중첩)

 

 

부분(Partial) 메서드

---

부분 클래스(또는 구조체)는 부분 메서드를 포함할 수 있다. 마찬가지로 partial 키워드를 통해 사용한다. 주로 한 부분은 메서드의 시그니처(메서드 이름, 매개 변수의 형식 및 개수 등 메서드의 정체성)를 정의하고, 다른 한 부분은 메서드를 구현하는 방식으로 이루어진다.  부분 클래스 정의를 사용할 때의 제한 사항에 주의.

 

• 부분 메서드 사용 예제

using System;

//속성
public partial class PartialStudent
{
    public string Name { get; set; }
    public int ID { get; set; } 
    public int Age { get; set; } 
}
    
//부분 메서드 시그니처 정의
public partial class PartialStudent
{
    public partial void PrintInfo();
    public partial void PrintInfoOne(int opt);
}

//부분 메서드 구현
public partial class PartialStudent
{
    public partial void PrintInfo() => Console.WriteLine($"{Name}[{Age}] = {ID}");

    public partial void PrintInfoOne(int opt)
    {
        if (opt == 0)
        {
            Console.WriteLine($"{Name}");
        }
        else if (opt == 1)
        {
            Console.WriteLine($"{Age}");
        }
        else
        {
            Console.WriteLine($"{ID}");
        }
    }

}

class MainClass
{
    static void Main()
    {
        PartialStudent s = new PartialStudent() { Name = "김밥", ID = 01111, Age=25 };
        s.PrintInfo();
        s.PrintInfoOne(0);
        s.PrintInfoOne(1);
        s.PrintInfoOne(2);
    }
}

 

• 제한 사항 : 부분 메서드 정의를 사용할 때의 규칙들
  • 모두 partial 한정자를 통해 정의되어야 한다.
  • 부분 메서드들의 시그니처가 일치해야 한다.
  • 부분 메서드는 static 및 unsafe 한정자를 사용할 수 없다.
  • 부분 메서드는 제네릭일 수 있다.
  • 다음 상황에서는 partial 키워드가 허용되지 않는다.
    • 생성자
    • 소멸자
    • 오버로드된 연산자
    • 속성 선언
    • 이벤트 선언
  • 다음 상황에서는 메서드의 구현이 강제되지 않는다.
    • 접근성 한정자(기본 private 포함)가 없는 경우
    • void 반환하는 경우
    • out 매개 변수가 없는 경우
    • 한정자 virtual, override, sealed, new, extern이 없는 경우
    • 대리자를 정의하지 않은 경우
  • 위의 경우가 아니라면 메서드의 구현이 강제된다.

 

 

정적(Static) 클래스

---

static 키워드를 붙여 사용한다. 기본적으로 비정적 클래스와 동일하지만, 인스턴스화할 수 없다는 한 가지 차이점이 있다. 주로 인스턴스를 만들지 않고 여러 곳에서 활용되는 경우 사용한다. 내부 구조를 모르더라도 입력 매개 변수에 대해서만 작동하도록 유도해 편의성을 높일 수 있다. System.Math와 같은 닷넷 클래스 라이브러리는 정적 클래스이다.

 

• 정적 클래스의 특징
  • static 키워드를 붙인다.
  • static 멤버만 가진다.
  • 인스턴스화될 수 없다(new 연산자 사용 불가). 
  • 인스턴스 생성자를 포함할 수 없다.
  • 유틸리티 클래스 용도로 사용된다.
• 정적 클래스 예제

//공식 문서 코드
public static class TemperatureConverter
{
    public static double CelsiusToFahrenheit(string temperatureCelsius)
    {
        // Convert argument to double for calculations.
        double celsius = Double.Parse(temperatureCelsius);

        // Convert Celsius to Fahrenheit.
        double fahrenheit = (celsius * 9 / 5) + 32;

        return fahrenheit;
    }

    public static double FahrenheitToCelsius(string temperatureFahrenheit)
    {
        // Convert argument to double for calculations.
        double fahrenheit = Double.Parse(temperatureFahrenheit);

        // Convert Fahrenheit to Celsius.
        double celsius = (fahrenheit - 32) * 5 / 9;

        return celsius;
    }
}

class TestTemperatureConverter
{
    static void Main()
    {
        Console.WriteLine("Please select the convertor direction");
        Console.WriteLine("1. From Celsius to Fahrenheit.");
        Console.WriteLine("2. From Fahrenheit to Celsius.");
        Console.Write(":");

        string? selection = Console.ReadLine();
        double F, C = 0;

        switch (selection)
        {
            case "1":
                Console.Write("Please enter the Celsius temperature: ");
                F = TemperatureConverter.CelsiusToFahrenheit(Console.ReadLine() ?? "0");
                Console.WriteLine("Temperature in Fahrenheit: {0:F2}", F);
                break;

            case "2":
                Console.Write("Please enter the Fahrenheit temperature: ");
                C = TemperatureConverter.FahrenheitToCelsius(Console.ReadLine() ?? "0");
                Console.WriteLine("Temperature in Celsius: {0:F2}", C);
                break;

            default:
                Console.WriteLine("Please select a convertor.");
                break;
        }

        // Keep the console window open in debug mode.
        Console.WriteLine("Press any key to exit.");
        Console.ReadKey();
    }
}

 

정적 클래스와 유사하게 활용되지만, 자체 인스턴스 하나만 생성되도록 하는 비정적 클래스를 싱글톤(Singleton)이라고 한다. 이는 이후에 유니티를 진행하며 더 구체적으로 다루겠다.