Struct, C++와 C#에서의 차이 그리고 Unity Vector2 사례

시작하며

유니티 개발을 하다보면 기존에 C++ 기반의 프로그래머들이 struct를 기존에 사용하던 방법 대로 관성 적으로 사용 하는 사례를 본적이 있습니다. 예를들어 player 같은 큰 데이터를 struct로 만들어 Queue나 Dictionary 같은 자료형에 넣어 사용하는 경우를 본 적이 있습니다.
그때 성능 문제와 예기치 못한 동작을 겪으면서, C++과 C#에서 struct가 어떻게 다른지, 그리고 Unity에서 Vector2 같은 구조체를 어떻게 다루는지 정리해보고자 합니다.

C++ Struct vs C# Struct

항목	C++ Struct	C# Struct
기본 의미	클래스와 거의 동일	값 타입 (Value Type)
상속	가능	불가능 (인터페이스만 구현 가능)
메모리 위치	힙 또는 스택	스택 (또는 인라인)
기본 생성자	컴파일러 생성	명시적 정의 필요
소멸자	자동 호출 불가	명시적 정의 불가능

주요 차이점 상세 설명

1. 메모리 관리

C++: struct 인스턴스는 선언 위치에 따라 스택 또는 힙에 할당됩니다.

C#: struct는 항상 스택에 할당되며(참조 타입을 포함하는 경우 제외), 큰 struct는 스택 오버플로우를 유발할 수 있습니다.

2. 복사 동작

C++: 포인터나 참조를 통해 효율적으로 전달 가능합니다.

C#: struct를 함수에 전달하거나 변수에 할당할 때마다 전체 복사가 발생합니다.

struct Point
{
    public int X, Y;
}

void ModifyPoint(Point p)
{
    p.X = 10;  // 원본에 영향 없음 (복사본 수정)
}

// 해결책: ref 사용
void ModifyPoint(ref Point p)
{
    p.X = 10;  // 원본 수정됨
}

3. 컬렉션 사용

C++: struct 포인터를 컬렉션에 저장 가능합니다.

C#: struct를 컬렉션에 넣을 때마다 boxing이 발생합니다.

List<Point> points = new List<Point>();
points.Add(new Point { X = 1, Y = 2 });  // 복사 발생

Unity에서의 Vector2 사례

Unity의 Vector2, Vector3, Quaternion 등은 모두 struct입니다.

Vector2 position = transform.position;  // 복사 발생
position.x = 5;  // transform.position는 변경되지 않음!

// 올바른 방법
transform.position = new Vector2(5, position.y);

언제 struct를 사용해야 할까?

✅ 적합한 경우

작고 불변적인 데이터 (좌표, 색상, 시간 등)
짧은 수명을 가진 로컬 변수
성능이 중요한 계산 로직
GC pressure를 줄이고 싶을 때

❌ 부적합한 경우

큰 데이터 구조 (플레이어, 아이템, 레벨 데이터)
자주 변경되는 데이터
컬렉션에 자주 추가/제거되는 객체
상속이 필요한 경우

성능 팁

GC Pressure 감소: struct는 GC heap이 아닌 스택에 할당되므로 가비지 컬렉션 부담을 줄입니다.
배열 접근 최적화: struct 배열은 메모리에 연속적으로 배치되어 캐시 효율이 좋습니다.
복사 비용 주의: 큰 struct를 자주 복사하면 성능이 저하될 수 있습니다.

// 나쁜 예: 큰 struct를 계속 복사
struct LargeData { public int[] data; }  // 배열 자체는 참조!

// 좋은 예: class 사용
class LargeData { public int[] data; }  // 참조만 복사됨

결론

C++에서 넘어온 개발자라면 C#의 struct를 단순히 “작은 클래스”로 오해하기 쉽습니다. 하지만 실제로는 값 타입으로서의 의미가 명확하며, 복사 동작과 boxing을 항상 염두에 두고 사용해야 합니다.

Unity에서 Vector2를 다룰 때도 이러한 특성을 이해하고 있어야 예기치 못한 버그를 피하고 성능을 최적화할 수 있습니다.

🎯 요약: C#의 struct는 작고 불변인 데이터에 적합하며, 복사와 boxing 동작을 항상 염두에 두고 사용해야 합니다.

Struct in C#