구조체(`struct`)

Rust와 C#의 구조체에는 몇 가지 공통점이 있습니다.

두 언어 모두 struct 키워드로 정의합니다. Rust의 struct는 데이터와 필드만 정의하며 함수와 메서드로 표현하는 동작은 별도의 구현 블록 (impl)에 작성합니다.
C# 구조체가 여러 인터페이스를 구현할 수 있듯 Rust 구조체도 여러 트레이트를 구현할 수 있습니다.
구조체를 상속해 하위 클래스를 만들 수 없습니다.
기본적으로 스택에 할당되지만 다음 경우에는 달라집니다.
- .NET에서 박싱하거나 인터페이스로 변환한 경우
- Rust에서 Box, Rc, Arc 같은 스마트 포인터로 감싼 경우

C#의 struct는 .NET의 _값 타입_을 모델링합니다. 도메인에 특화된 기본 값이나 값 동등성 의미를 가진 복합 값을 표현할 때 자주 사용합니다. Rust의 struct는 데이터 구조를 모델링하는 주요 구문이며 다른 하나는 enum입니다.

C#의 struct와 record struct에는 기본적으로 값 복사와 값 동등성 의미가 있습니다. Rust에서 같은 기능을 얻으려면 #[derive] 특성으로 구현할 트레이트를 지정합니다.

#[derive(Clone, Copy, PartialEq, Eq, Hash)]
struct Point {
    x: i32,
    y: i32,
}

C#/.NET에서는 대개 값 타입을 불변으로 설계합니다. 의미상 좋은 설계로 여겨지지만 언어 자체가 struct의 제자리 수정을 막지는 않습니다. Rust에서도 타입을 불변으로 설계하려면 개발자가 의도적으로 구현해야 합니다.

Rust에는 클래스와 하위 클래스에 기반한 타입 계층이 없습니다. 여러 타입이 동작을 공유할 때는 트레이트와 제네릭을 사용하며, 트레이트 객체의 가상 디스패치로 다형성을 구현합니다.

다음 C# struct는 직사각형을 나타냅니다.

struct Rectangle
{
    public Rectangle(int x1, int y1, int x2, int y2) =>
        (X1, Y1, X2, Y2) = (x1, y1, x2, y2);

    public int X1 { get; }
    public int Y1 { get; }
    public int X2 { get; }
    public int Y2 { get; }

    public int Length => Y2 - Y1;
    public int Width => X2 - X1;

    public (int, int) TopLeft => (X1, Y1);
    public (int, int) BottomRight => (X2, Y2);

    public int Area => Length * Width;
    public bool IsSquare => Width == Length;

    public override string ToString() => $"({X1}, {Y1}), ({X2}, {Y2})";
}

Rust에서 대응하는 코드는 다음과 같습니다.

#![allow(dead_code)]

struct Rectangle {
    x1: i32, y1: i32,
    x2: i32, y2: i32,
}

impl Rectangle {
    pub fn new(x1: i32, y1: i32, x2: i32, y2: i32) -> Self {
        Self { x1, y1, x2, y2 }
    }

    pub fn x1(&self) -> i32 { self.x1 }
    pub fn y1(&self) -> i32 { self.y1 }
    pub fn x2(&self) -> i32 { self.x2 }
    pub fn y2(&self) -> i32 { self.y2 }

    pub fn length(&self) -> i32 {
        self.y2 - self.y1
    }

    pub fn width(&self)  -> i32 {
        self.x2 - self.x1
    }

    pub fn top_left(&self) -> (i32, i32) {
        (self.x1, self.y1)
    }

    pub fn bottom_right(&self) -> (i32, i32) {
        (self.x2, self.y2)
    }

    pub fn area(&self)  -> i32 {
        self.length() * self.width()
    }

    pub fn is_square(&self)  -> bool {
        self.width() == self.length()
    }
}

use std::fmt::*;

impl Display for Rectangle {
    fn fmt(&self, f: &mut Formatter<'_>) -> Result {
        write!(f, "({}, {}), ({}, {})", self.x1, self.y1, self.x2, self.y2)
    }
}

C#의 struct는 object에서 ToString 메서드를 상속하므로 사용자 정의 문자열 표현이 필요하면 기본 구현을 _재정의_합니다. Rust에는 상속이 없습니다. 타입이 Display 트레이트를 구현하면 포맷된 표현을 지원한다는 사실을 나타낼 수 있습니다. 그러면 다음 println! 호출처럼 구조체 인스턴스를 포맷할 수 있습니다.

fn main() {
    let rect = Rectangle::new(12, 34, 56, 78);
    println!("Rectangle = {rect}");
}

C#/.NET 개발자를 위한 Rust

구조체(struct)

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