C# 13 - (5) params 인자 타입으로 컬렉션 허용
C#의 첫 번째 버전부터 지원되어온 params 예약어는 메서드로 하여금 "배열 구문"을 통해 가변 인자를 받을 수 있게 합니다.
internal class Program
{
static void Main(string[] args)
{
printAll("{0,20},", 1, "2");
printAll("{0,10},", 3, 4.01f, 5);
}
static void printAll(string fmt, params object[] args)
{
foreach (var arg in args)
{
Console.WriteLine(fmt, arg);
}
}
}
/* 출력 결과
1,
2,
3,
4.01,
5,
*/
이후, C# 2.0에 제네릭이 도입되고 그에 따른 다양한 컬렉션 타입들이 추가되면서 params 가변 인자의 "배열 구문"은 표현의 제약을 가져오게 됩니다.
예를 들어, 아래와 같은 코드에서,
int[] elems = { 1, 2, 3, 4, 5 };
printAll(elems);
static void printAll(params int[] args)
{
for (int i = 0; i < args.Length; i++)
{
Console.Write($"{args[i]},");
}
Console.WriteLine();
}
elems의 타입이 List<T>로 바뀌면, 이것을 printAll에 전달하기 위해 배열로 변환해야만 합니다.
List<int> elems = new List<int> { 1, 2, 3, 4, 5 };
printAll(elems.ToArray()); // 변환뿐만 아니라 새롭게 힙 할당도 발생
// 곧바로 사용하면 컴파일 오류
printAll(elems); // error CS1503: Argument 1: cannot convert from 'System.Collections.Generic.List<int>' to 'int'
C# 13에서는 이러한 제약을 해소하기 위해, params 인자 타입으로 컬렉션을 허용합니다.
params collections
; https://learn.microsoft.com/en-us/dotnet/csharp/whats-new/csharp-13#params-collections
- System.Collections.Generic.IEnumerable<T> 및 그것의 구현 타입
- System.Collections.Generic.IReadOnlyCollection<T> 및 그것의 구현 타입
- System.Collections.Generic.IReadOnlyList<T> 및 그것의 구현 타입
- System.Collections.Generic.ICollection<T> 및 그것의 구현 타입
- System.Collections.Generic.IList<T> 및 그것의 구현 타입
따라서, 위에서 문제가 되었던 유형은 "System.Collections.Generic.IList<T> 및 그것의 구현 타입"에 해당하므로 그에 따른 메서드를 추가해 대응할 수 있습니다.
{
int[] elems = { 1, 2, 3, 4, 5 };
printAll(elems);
}
{
List<int> elems = new List<int> { 1, 2, 3, 4, 5 };
printAll(elems); // C# 13부터 OK
}
static void printAll(params int[] args)
{
for (int i = 0; i < args.Length; i++)
{
Console.Write($"{args[i]},");
}
Console.WriteLine();
}
static void printAll(params List<int> args) // C# 13부터 OK
{
for (int i = 0; i < args.Count; i++)
{
Console.Write($"{args[i]},");
}
Console.WriteLine();
}
하지만, 이러한 지원이 현실적인 기준에서 그다지 활용 사례가 높을 것 같지는 않습니다. 왜냐하면, 원래 params는 가변 인자를 받아들이는 용도인데요, 위와 같은 경우에 가변 인자를 받아들이게 만들면 오히려 컴파일 에러가 발생합니다.
int[] elems = { 1, 2, 3, 4, 5 };
printAll(elems); // 'Program.printAll(params int[])' 메서드로 바인딩 OK
// error CS0121: The call is ambiguous between the following methods or properties: 'Program.printAll(params int[])' and 'Program.printAll(params List<int>)'
printAll(6, 7, 8, 9, 10); // 오히려 가변 인자를 전달하면?
여기서 문제는, 저 가변 인자에 대한 모호성을 해결하기 위한 방법이 없습니다. 즉, params int[] 또는 params List<int> 중 하나를 선택하도록 "형변환" 연산자를 명시해야 하는데 가변 인자의 경우 그게 불가능합니다.
printAll((List<int>)(6, 7, 8, 9, 10)); // 불가능한 형변환
printAll((int[])(6, 7, 8, 9, 10)); // 불가능한 형변환
게다가 잘 살펴보면, 저 상황에서는 엄밀히 말해 params를 쓸 이유가 없습니다. 즉, 원래는 이렇게 메서드를 정의하는 것이 맞습니다.
static void printAll(int[] args)
{
// ...[생략]...
}
static void printAll(List<int> args)
{
// ...[생략]...
}
아이러니하게도, params에 컬렉션 지원을 추가했지만 오히려 params가 아닌 형태로 메서드를 정의하는 것이 더 나은 선택이 되는 것입니다.
대신, 그나마 의미를 찾을 수 있는 것이 params에 대한 Span<T> 타입의 지원입니다.
- System.Span<T>
- System.ReadOnlySpan<T>
이런 경우 아래와 같이 가변 인자를 쓸 수 있는데요,
printAll(6, 7, 8, 9, 10);
static void printAll(params ReadOnlySpan<int> args)
{
foreach (var item in args)
{
Console.Write($"{item},");
}
Console.WriteLine();
}
이것조차도 "
컬렉션 식(Collection Expressions)"을 사용하면 모호성 문제가 발생하긴 합니다.
printAll(6, 7, 8, 9, 10); // 컴파일 OK (printAll(List<int> args) 호출로 바인딩)
printAll([6, 7, 8, 9, 10]); // 컴파일 에러 - error CS0121: The call is ambiguous between the following methods or properties: 'Program.printAll(List<int>)' and 'Program.printAll(params ReadOnlySpan<int>)'
static void printAll(List<int> args)
{
for (int i = 0; i < args.Count; i++)
{
Console.Write($"{args[i]},");
}
Console.WriteLine();
}
static void printAll(params ReadOnlySpan<int> args)
{
foreach (var item in args)
{
Console.Write($"{item},");
}
Console.WriteLine();
}
하지만 이전의 params 컬렉션 지원과는 달리, 컬렉션 식에 대해서는 형식을 명시하는 것이 가능하므로 모호함 문제를 우회할 수 있습니다.
printAll((ReadOnlySpan<int>)[6, 7, 8, 9, 10]); // (printAll(List<int> args) 호출로 바인딩)
또한, Span의 경우 값 형식이므로 힙 할당을 하지 않아도 된다는 장점이 있습니다. 가령 C# 12 이하에서 다음의 코드를 컴파일하면,
printAll(5, 6, 7, 8, 9); // 가변 인자 전달
static void printAll(params int[] args)
{
for (int i = 0; i < args.Length; i++)
{
Console.Write($"{args[i]},");
}
Console.WriteLine();
}
아래와 같이 GC Heap을 사용하는 코드로 변환됩니다.
Program.printAll(new int[]{ 5, 6, 7, 8, 9 });
반면 C# 13부터 지원하는 params Span 타입을 정의하면,
printAll(1, 2, 3, 4, 5); // 가변 인자든,
printAll([6, 7, 8, 9, 10]); // 컬렉션 식이든,
static void printAll(params ReadOnlySpan<int> args)
{
foreach (var item in args)
{
Console.Write($"{item},");
}
Console.WriteLine();
}
가변 배열을 전달하든 컬렉션 식을 전달하든 모두 다음과 같이 힙을 사용하지 않는 유형으로 처리합니다.
// CollectionBuilder의 힙을 사용하지 않도록 했던 방식과 유사
Program.printAll(
RuntimeHelpers.CreateSpan<int>(fieldof(...1~5까지의 숫자를 포함하고 있는 바이너리 영역의 위치...).FieldHandle));
Program.printAll(
RuntimeHelpers.CreateSpan<int>(fieldof(...6~10까지의 숫자를 포함하고 있는 바이너리 영역의 위치...).FieldHandle));
그런데, 여기서 한 번 더 생각해 볼까요? ^^ "컬렉션 식"이 지원되는 C# 13 환경에서라면 params 가변 인자 예약어는 더 이상 필요 없게 되었다고 해도 과언이 아닙니다. 왜냐하면, 다음과 같이 얼마든지 가변 인자를 컬렉션 식으로 대체할 수 있기 때문입니다.
// 컬렉션 식을 마치 가변 인자로 대용
prints([1, 2, 3]);
prints([4, 5]);
static void prints(ReadOnlySpan<int> args) // params가 없어도 됨
{
foreach (var item in args)
{
Console.Write($"{item},");
}
Console.WriteLine();
}
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