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1. class

class와 struct는 하나의 논리 단위에 속하는 일련의 data와 behavior을 encapsulate한 데이터 구조이다.

Class TestClass
{
    // methods, properties, fields, events, delegates
    //and nested classes go here.

    public string day; // field

    public int f(int x)
    {
        return x * x; // method
    }
}

• field : class 또는 struct 내에 정의된 변수
• method : 나열된 statement를 포함하는 code block. 프로그램은 method를 호출하고 method argument를 지정하여 statement를 실행한다. C#의 모든 실행문은 method에서 수행된다. Main method는 모든 C# application의 entry point이며 프로그램이 시작될 때 CLR에 의해 호출된다.

• Access Modifiers

nested class가 아닌 class는 public 또는 internal로 선언될 수 있고 기본값은 internal이다.
nested class는 public, protected internal, protected, internal, private로 선언될 수 있고 기본값은 private이다.

2. Interface

class와 struct에 구현될 수 있는 method의 집합을 정의해 놓은 것이다(interfaces can not contain fields).

interface IEquatable<T>
{
    bool Equals(T obj);
}

IEquatable interface를 정의할 때는 method signature만 제공하고 IEquatable interface를 상속받는 모든 class 또는 struct는 Equals method를 정의 해야 한다.

interface에 속한 method는 모두 virtual method에 속한다. C# 컴파일러가 interface의 method를 virtual method로 간주하기 때문에 virtual Keyword를 일부러 지정하지 못하게 막고 있다. interface를 상속받은 자식 class에서도 해당 method에 override Keyword를 지정하지 못하게 막고 있다.

method signature : 어떤 method를 고유하게 규정할 수 있는 정보. 구제적으로 method 이름, return type, parameter 수, parameter type이 있다.

3. Inheritance

Inheritance를 사용하면 다른 class에서 정의된 동작을 다시사용, 확장 및 수정하는 새 class를 만들 수 있다. 상속되는 멤버를 base class라고 하고 해당 멤버를 상속하는 class를 derived class라고 한다. derived class는 하나의 base class만 가질 수 있다. 만약 class C 가 class B를 상속받고 class B는 class A를 상속받았다면 class C는 class A, class B에 선언된 멤버를 상속한다(inheritance is transitive).

• Abstract Base class
  new Keyword를 사용하여 instantiation하지 않으려는 class는 Abstract로 선언할 수 있다. Abstract class는 다른 class의 base class로만 사용될 수 있다. Abstract class는 Abstract로 선언된 하나 또는 그 이상의 method signature를 포함할 수 있다. signature는 parameter, return value를 명시하고 있지만 구현(method body)은 포함하지 않는다. Abstract class로 구현할 수 있는 것을 interface라는 Keyword를 만들어 표현하는 이유는 class는 다중 Inheritance가 불가능하기 때문이라고 설명할 수 있다.

  abstract class ShapesClass
  {
       abstract public int Area();
  }
  class Square : ShapesClass
  {
       int side = 0;
  
   public Square(int n)
   {
       side = n;
   }
   // Area method is required to avoid
   // a compile-time error.
   public override int Area()
   {
       return side * side;
   }
   static void Main() 
   {
       Square sq = new Square(12);
       Console.WriteLine("Area of the square = {0}", sq.Area());
   }
  }
  // Output: Area of the square = 144

• Abstract method에는 access Modifier로 private를 지정할 수 없다.

• Abstract class에 일반 method도 정의할 수 있다.

• Abstract method는 virtual method에 속하기 때문에 derived class에서 override Keyword를 사용해 재정의한다.

• Abstract class에 정의된 Abstract method는 derived class에서 반드시 정의해야한다.

• Derived Class Access to Base Class Members
  derived class는 base class의 public, protected, internal, protected internal member에만 접근할 수 있다.

• sealed Keyword
  sealed modifier가 선언된 class는 다른 class에서 해당 class inheritance을 받지 못한다.

  seald class Pen
  {
  }
  
  public class ElectricPen : Pen
  {
      //컴파일 오류 발생
  }
  

• Derived Class Hiding of Base Class Members
  new modifier를 사용하면 derived class에서 같은 이름과 signature로 선언된 base class member를 숨길 수 있다. new modifier를 사용하지 않으면 컴파일 경고가 발생한다.

public class BaseC
{
	 public int x;
	 public void Invoke() { }
}
public class DerivedC : BaseC
{
	 new public void Invoke() { }
}

4. Polymorphism

class Mammal
{
	public void Move()
    {
    	Console.WriteLine("이동한다.");
    }
}

class Lion : Mammal
{
	public void Move()
    {
    	Console.WriteLine("날아다닌다.");
    }
}

Lion lion = new Lion();
Mammal one = lion; // 또는 = (Mammal)lion;

one.Move();
//이동한다.

run time 에 derived class의 object가 base class의 object로 type casting 되었을 때, 위의 예제처럼 base class의 개체로 처리될 수 있다. base class에 virtual method를 정의하고 derived class에 override method를 정의하면 run time에 method 호출 시 CLR는 object의 run time type을 찾고, virtual method에 대한 override method를 호출한다. 따라서 소스코드에서 base class에 대한 method를 호출하여 derived class의 method가 실행되도록 할 수 있다.

• Virtual Members
  derived class는 base class member가 virtual 또는 abstract로 선언되었을 경우에만 override 할 수 있다. member는 override keyword를 사용해서 member가 virtual invocation되었다는 것을 명시적으로 표현해야 한다. field는 virtual이 될 수 없다.

  public class BaseClass
  {
      public virtual void DoWork() { }
      public virtual int WorkProperty
      {
          get { return 0; }
      }
  }
  public class DerivedClass : BaseClass
  {
      public override void DoWork() { }
      public override int WorkProperty
      {
          get { return 0; }
      }
  }

5. Property

class의 field가 public일 때 다른 object에서 직접 field값을 수정할 수 있기 때문에 아래와 같이 field값을 private로 선언해 두고 public mothod GetPi/SetPi를 사용해서 접근 했다.

class Circle
{
	double pi = 3.14;
    
    public double GetPi()
    {
    	return pi;
    }
    
    public void SetPi(double value)
   	{
    	pi = value;
    }
}

C#에서는 위와 같이 번거로운 method정의의 단점을 보완하기 위해 Property라는 문법을 제공한다.

class Circle
{
	double pi = 3.14;
    
    public double Pi
    {
    	get {return pi;}
        set {pi = value;}
    }

Circle o = new Circle();
o.Pi = 3.14; // 쓰기
double piValue = o.Pi; // 읽기

value Keyword : C# 컴파일러가 Property에 대입되는 값을 가리킬 수 없는 문제를 해결하기 위해 별도로 set 블록 내부에서만 사용할 수 있는 value Keyword가 도입됐다.

auto-Implemented Properties : C# 3.0에서 auto-Implemented Properties는 property accessor(get, set)에 요구되는 logic이 필요하지 않게 property-declaration을 간략화 했다. public double Pi{get; set;}와 같이 property를 선언하면 compiler는 get, set accessor로만 접근가능한 private, anonymous backing field를 만듭니다.

C# 6.0에서는 auto-Implemented Properties를 public string FirstName { get; set; } = "Jain"와 같이 초기화 시킬 수 있다.

6. generic

C# 1.0 문법에서는 primitive types으로 collection object를 사용하는 경우 boxing/unboxing문제가 발생한다.

int n = 5;
ArrayList ar = new ArrayList();
ar.Add(n);

ArrayList는 모든 타입의 collection을 구성할 수 있도록 만들어졌기 때문에 Add method는 prameter로 object type을 받는다. int는 value type이고 object reference type이므로 int 5는 boxing되 heap에 object instance를 할당하고 그 참조 개체가 ArrayList의 Add method에 전달된다.

이 문제를 해결하기 위해 닷넷 프레임워크 2.0에서는 generic이 도입된 새로운 collection type인 List<T>타입이 발표됐고 아래 예제와 같이 사용한다.

public class GenericList<T>
{
    public void Add(T input) { Console.WriteLine(input); }
}
class TestGenericList
{
    private class ExampleClass { }
    static void Main()
    {
        // Declare a list of type int.
        GenericList<int> list1 = new GenericList<int>();
        list1.Add(3);

        // Declare a list of type string.
        GenericList<string> list2 = new GenericList<string>();
        list2.Add("GenericList!");
    }
}

7. Partial class

class, struct, method의 정의를 둘 이상의 소스 파일로 분할할 수있다. 각 소스 파일에는 method 또는 type의 definition section이 포함되고, 이 모든 부분은 application 컴파일 시 결합된다. 대규모 프로젝트를 진행하는 경우 class를 개별 파일로 분할하면 여러 프로그래머가 동시에 작업을 수행할 수 있다. Visual Studio에서 자동으로 생성된 소스를 사용하여 작업하는 경우 소스 파일을 다시 만들지 않고도 class에 코드를 추가할 수 있다. 부분이 abstract, sealed로 선언되면 전체 type도 abstract, sealed로 간주되며 부분에 base type이 선언되면 전체 type도 base type을 상속한다.

public partial class Employee
{
    public void DoWork()
    {
    }
}

public partial class Employee
{
    public void GoToLunch()
    {
    }
}

• Restrictions

• 모든 partial type의 정의는 partial을 사용하여 한정해야 한다.

• partial modifier는 class, struct, interface Keyword 바로 앞에만 사용할 수 있다.

• partial-type definition에 중첩된 partial type도 정의될 수 있다.

• partial class는 같은 accessibility를 가져야 한다(public, priviate).

public partial class A { }
//public class A { }  // Error, must also be marked partial

partial class ClassWithNestedClass
{
    partial class NestedClass { }
}

partial class ClassWithNestedClass
{
    partial class NestedClass { }
}