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컬렉션 · LINQ

컬렉션 · 선수: 객체지향

11. 배열

같은 타입의 데이터를 일렬로 저장하는 가장 기본적인 컬렉션이 배열입니다. 1차원·다차원·jagged 배열과 Array 정적 메서드, foreach 사용법까지 정리합니다.

C#.NET 8컬렉션배열

소요 시간

⏱ 약 1~1.5시간

난이도

📊 중급

선수 조건

🎯 객체지향까지 이수

결과물

이 강의에서 배우는 것

11차원 배열을 선언·초기화하고 인덱스로 접근한다
22차원 배열(`int[,]`)을 만들고 `GetLength` 로 크기를 구한다
3`Array.Sort`, `IndexOf`, `Reverse`, `Copy` 같은 정적 메서드를 사용한다
4`Span<T>` / `ReadOnlySpan<T>` 가 무엇이며 왜 필요한지 한 문장으로 이해한다

소개

배열은 같은 타입의 값을 **고정된 크기**로 줄 세워 저장하는 가장 기본적인 자료구조입니다. C#에서는 1차원·2차원 배열을 모두 지원하며, `Array` 클래스의 정적 메서드와 `Span<T>` 같은 현대적 도구로 다양한 작업을 효율적으로 처리할 수 있습니다.

핵심 개념

1) 배열 선언과 컬렉션 식

.NET 8에서는 **컬렉션 식(collection expression)** `[...]` 으로 간결하게 초기화할 수 있습니다.

csharp

int[] a = [1, 2, 3, 4, 5];   // 컬렉션 식 (.NET 8+)
int[] b = { 1, 2, 3 };       // 전통 방식
int[] c = new int[5];        // 0 으로 채워진 길이 5 배열

인덱스는 **0부터 시작**, 마지막 인덱스는 `Length - 1`.
`^1` 은 끝에서 첫 번째(= `Length - 1`).

2) 2차원 배열

csharp

int[,] grid = new int[3, 4];          // 3행 4열
grid[1, 2] = 99;
int rows = grid.GetLength(0);          // 3
int cols = grid.GetLength(1);          // 4

`int[][]` 는 **들쭉날쭉 배열(jagged array)** 로, 행마다 길이가 다를 수 있어요. `int[,]` 는 직사각형 배열입니다.

3) `Array` 정적 메서드

메서드	설명
`Array.Sort(arr)`	오름차순 정렬 (제자리)
`Array.Reverse(arr)`	순서 뒤집기
`Array.IndexOf(arr, value)`	첫 등장 인덱스, 없으면 `-1`
`Array.Copy(src, dst, length)`	앞에서 `length` 개 복사

4) `Span<T>` / `Memory<T>` 입문

`Span<T>` 는 배열·문자열의 **일부 구간을 복사 없이 가리키는 얇은 래퍼**입니다. 새 배열을 만들지 않아 메모리·속도에 유리합니다.

csharp

ReadOnlySpan<char> slice = "hello".AsSpan(1, 3);   // "ell"

지금은 "효율적 슬라이싱"만 기억하면 됩니다. 자세한 활용은 고급 주제로 미룹니다.

핵심 예제

예제 1 — `ArrayBasics` : 1차원 배열의 기본

csharp

int[] scores = [85, 92, 78, 90, 88];

Console.WriteLine($"길이: {scores.Length}");
Console.WriteLine($"첫 번째: {scores[0]}");
Console.WriteLine($"마지막: {scores[^1]}");

int sum = 0;
foreach (int s in scores)
{
    sum += s;
}
Console.WriteLine($"합계: {sum}");

**실행 결과**

text

길이: 5
첫 번째: 85
마지막: 88
합계: 433

**메모:** `^1` 은 "끝에서 1번째" 인덱스. C# 8에서 도입된 인덱스 연산자입니다.

예제 2 — `Array2D` : 2차원 배열 다루기

csharp

int[,] grid = new int[3, 4];

for (int r = 0; r < grid.GetLength(0); r++)
{
    for (int c = 0; c < grid.GetLength(1); c++)
    {
        grid[r, c] = r * 10 + c;
    }
}

for (int r = 0; r < grid.GetLength(0); r++)
{
    for (int c = 0; c < grid.GetLength(1); c++)
    {
        Console.Write($"{grid[r, c],3} ");
    }
    Console.WriteLine();
}

**실행 결과**

text

  0   1   2   3
 10  11  12  13
 20  21  22  23

**메모:** `GetLength(0)` 은 행 수, `GetLength(1)` 은 열 수. `{value,3}` 은 너비 3칸 오른쪽 정렬 서식.

예제 3 — `ArrayMethods` : `Array` 정적 메서드

csharp

int[] nums = [4, 2, 9, 1, 7];

Array.Sort(nums);
Console.WriteLine($"정렬: [{string.Join(", ", nums)}]");

Array.Reverse(nums);
Console.WriteLine($"역순: [{string.Join(", ", nums)}]");

int idx = Array.IndexOf(nums, 7);
Console.WriteLine($"7의 위치: {idx}");

int[] copy = new int[3];
Array.Copy(nums, copy, 3);
Console.WriteLine($"앞 3개 복사: [{string.Join(", ", copy)}]");

**실행 결과**

text

정렬: [1, 2, 4, 7, 9]
역순: [9, 7, 4, 2, 1]
7의 위치: 1
앞 3개 복사: [9, 7, 4]

**메모:** `Array.Sort` 는 원본을 **그 자리에서** 바꿉니다(반환값 없음). `string.Join` 으로 배열을 보기 좋게 출력할 수 있어요.

예제 4 — `SpanIntro` : `ReadOnlySpan<char>` 으로 슬라이싱

csharp

ReadOnlySpan<char> text = "Hello, World!".AsSpan();

ReadOnlySpan<char> hello = text.Slice(0, 5);
ReadOnlySpan<char> world = text.Slice(7, 5);

Console.WriteLine(hello.ToString());
Console.WriteLine(world.ToString());

// Substring 과 달리 새 문자열을 만들지 않고 원본을 가리킨다.
Console.WriteLine($"원본 길이: {text.Length}, 슬라이스 길이: {hello.Length}");

**실행 결과**

text

Hello
World
원본 길이: 13, 슬라이스 길이: 5

**메모:** `string.Substring` 은 매번 새 문자열을 할당하지만 `Span` 은 메모리를 공유합니다. 대량 텍스트 파싱에서 유용해요.

전체 예제 코드 (src/)

src/Array2D/Array2D.csproj

xml

<Project Sdk="Microsoft.NET.Sdk">

  <PropertyGroup>
    <OutputType>Exe</OutputType>
    <TargetFramework>net8.0</TargetFramework>
    <RootNamespace>CodingNow.Lecture.Coll11</RootNamespace>
    <ImplicitUsings>enable</ImplicitUsings>
    <Nullable>enable</Nullable>
  </PropertyGroup>

</Project>

src/Array2D/Program.cs

csharp

#nullable enable

// 3행 4열 직사각형 배열
int[,] grid = new int[3, 4];

for (int r = 0; r < grid.GetLength(0); r++)
{
    for (int c = 0; c < grid.GetLength(1); c++)
    {
        grid[r, c] = r * 10 + c;
    }
}

// 표 형태로 출력
for (int r = 0; r < grid.GetLength(0); r++)
{
    for (int c = 0; c < grid.GetLength(1); c++)
    {
        Console.Write($"{grid[r, c],3} ");
    }
    Console.WriteLine();
}

src/ArrayBasics/ArrayBasics.csproj

xml

<Project Sdk="Microsoft.NET.Sdk">

  <PropertyGroup>
    <OutputType>Exe</OutputType>
    <TargetFramework>net8.0</TargetFramework>
    <RootNamespace>CodingNow.Lecture.Coll11</RootNamespace>
    <ImplicitUsings>enable</ImplicitUsings>
    <Nullable>enable</Nullable>
  </PropertyGroup>

</Project>

src/ArrayBasics/Program.cs

csharp

#nullable enable

// 컬렉션 식으로 배열을 만든다 (.NET 8+)
int[] scores = [85, 92, 78, 90, 88];

Console.WriteLine($"길이: {scores.Length}");
Console.WriteLine($"첫 번째: {scores[0]}");
Console.WriteLine($"마지막: {scores[^1]}");   // 끝에서 1번째

int sum = 0;
foreach (int s in scores)
{
    sum += s;
}
Console.WriteLine($"합계: {sum}");

src/ArrayMethods/ArrayMethods.csproj

xml

<Project Sdk="Microsoft.NET.Sdk">

  <PropertyGroup>
    <OutputType>Exe</OutputType>
    <TargetFramework>net8.0</TargetFramework>
    <RootNamespace>CodingNow.Lecture.Coll11</RootNamespace>
    <ImplicitUsings>enable</ImplicitUsings>
    <Nullable>enable</Nullable>
  </PropertyGroup>

</Project>

src/ArrayMethods/Program.cs

csharp

#nullable enable

int[] nums = [4, 2, 9, 1, 7];

Array.Sort(nums);                  // 제자리 정렬
Console.WriteLine($"정렬: [{string.Join(", ", nums)}]");

Array.Reverse(nums);               // 순서 뒤집기
Console.WriteLine($"역순: [{string.Join(", ", nums)}]");

int idx = Array.IndexOf(nums, 7);  // 값의 위치 찾기
Console.WriteLine($"7의 위치: {idx}");

int[] copy = new int[3];
Array.Copy(nums, copy, 3);         // 앞에서 3개 복사
Console.WriteLine($"앞 3개 복사: [{string.Join(", ", copy)}]");

src/SpanIntro/Program.cs

csharp

#nullable enable

ReadOnlySpan<char> text = "Hello, World!".AsSpan();

// 새 문자열을 만들지 않고 원본의 일부를 가리킨다
ReadOnlySpan<char> hello = text.Slice(0, 5);
ReadOnlySpan<char> world = text.Slice(7, 5);

Console.WriteLine(hello.ToString());
Console.WriteLine(world.ToString());

Console.WriteLine($"원본 길이: {text.Length}, 슬라이스 길이: {hello.Length}");

src/SpanIntro/SpanIntro.csproj

xml

<Project Sdk="Microsoft.NET.Sdk">

  <PropertyGroup>
    <OutputType>Exe</OutputType>
    <TargetFramework>net8.0</TargetFramework>
    <RootNamespace>CodingNow.Lecture.Coll11</RootNamespace>
    <ImplicitUsings>enable</ImplicitUsings>
    <Nullable>enable</Nullable>
  </PropertyGroup>

</Project>

자주 하는 실수

`arr[arr.Length]` 처럼 마지막 + 1 인덱스에 접근 → `IndexOutOfRangeException`.
2차원 배열을 `grid[1][2]` 로 접근 — `int[,]` 는 `grid[1, 2]` 가 맞습니다. (`grid[1][2]` 는 `int[][]` 용).
`Array.Sort` 가 새 배열을 반환한다고 착각 — **원본을 바꿉니다**(`void`).
`int[]` 의 크기는 한 번 정해지면 못 늘림 — 가변 길이가 필요하면 다음 단원의 `List<T>` 사용.
`Span<T>` 를 비동기 메서드의 `await` 너머로 들고 갈 수 없음 — 쓰임이 제한됨에 유의.

정리

배열은 **같은 타입, 고정 길이** 자료구조이며 컬렉션 식 `[1, 2, 3]` 으로 간결하게 만든다.
2차원 배열은 `int[,]`, `GetLength(0/1)` 로 크기를 구한다.
자주 쓰는 동작은 `Array` 정적 메서드 (`Sort`, `IndexOf`, `Reverse`, `Copy`) 로 해결한다.
`Span<T>` 는 복사 없이 부분을 가리키는 현대적 도구다.

과제

**과제 - 11. 배열**

문제 1 — 최댓값·최솟값·평균

프로젝트 폴더: `Homework01/`
핵심 개념: 1차원 배열, `foreach`, 누적 계산

요구사항

`int[] data = [42, 17, 89, 23, 65, 8, 50];` 를 사용한다.
배열을 순회하며 **최댓값, 최솟값, 평균** 을 직접 계산해 출력한다. (`Math.Max` / `Math.Min` 사용 가능)
평균은 소수점 첫째 자리까지 (`F1`) 출력한다.

예상 출력

text

배열: [42, 17, 89, 23, 65, 8, 50]
최댓값: 89
최솟값: 8
평균: 42.0

힌트

초깃값을 `data[0]` 으로 잡고 1번 인덱스부터 비교하면 깔끔하다.
평균은 `(double)sum / data.Length` — 정수 나눗셈을 피하려면 `double` 캐스팅.

---

문제 2 — 2D 행렬 전치

프로젝트 폴더: `Homework02/`
핵심 개념: `int[,]`, `GetLength`, 이중 for 문

요구사항

다음 2x3 행렬을 만든다.

``` 1 2 3 4 5 6 ```

**전치(transpose)** 해 3x2 행렬로 출력한다.
원본과 전치 결과를 모두 표 형태로 출력한다.

예상 출력

text

원본 (2x3):
1 2 3
4 5 6

전치 (3x2):
1 4
2 5
3 6

힌트

전치된 배열은 `new int[원본.GetLength(1), 원본.GetLength(0)]` 로 만든다.
`transposed[c, r] = original[r, c];` 가 핵심 한 줄.

정답 확인

직접 풀어 본 후 [`answer/`](./answer/) 폴더의 정답과 비교해 보세요.

정답 (answer/)

homework/answer/Homework01/Homework01.csproj

xml

<Project Sdk="Microsoft.NET.Sdk">

  <PropertyGroup>
    <OutputType>Exe</OutputType>
    <TargetFramework>net8.0</TargetFramework>
    <RootNamespace>CodingNow.Lecture.Coll11</RootNamespace>
    <ImplicitUsings>enable</ImplicitUsings>
    <Nullable>enable</Nullable>
  </PropertyGroup>

</Project>

homework/answer/Homework01/Program.cs

csharp

#nullable enable

int[] data = [42, 17, 89, 23, 65, 8, 50];

int max = data[0];
int min = data[0];
int sum = 0;

foreach (int n in data)
{
    max = Math.Max(max, n);
    min = Math.Min(min, n);
    sum += n;
}

double avg = (double)sum / data.Length;

Console.WriteLine($"배열: [{string.Join(", ", data)}]");
Console.WriteLine($"최댓값: {max}");
Console.WriteLine($"최솟값: {min}");
Console.WriteLine($"평균: {avg:F1}");

homework/answer/Homework02/Homework02.csproj

xml

<Project Sdk="Microsoft.NET.Sdk">

  <PropertyGroup>
    <OutputType>Exe</OutputType>
    <TargetFramework>net8.0</TargetFramework>
    <RootNamespace>CodingNow.Lecture.Coll11</RootNamespace>
    <ImplicitUsings>enable</ImplicitUsings>
    <Nullable>enable</Nullable>
  </PropertyGroup>

</Project>

homework/answer/Homework02/Program.cs

csharp

#nullable enable

int[,] original = { { 1, 2, 3 }, { 4, 5, 6 } };

int rows = original.GetLength(0);
int cols = original.GetLength(1);

int[,] transposed = new int[cols, rows];
for (int r = 0; r < rows; r++)
{
    for (int c = 0; c < cols; c++)
    {
        transposed[c, r] = original[r, c];
    }
}

Print("원본 (2x3):", original);
Console.WriteLine();
Print("전치 (3x2):", transposed);

static void Print(string title, int[,] m)
{
    Console.WriteLine(title);
    for (int r = 0; r < m.GetLength(0); r++)
    {
        for (int c = 0; c < m.GetLength(1); c++)
        {
            Console.Write($"{m[r, c]} ");
        }
        Console.WriteLine();
    }
}

직접 해 보기

bash

cd src/ArrayBasics
dotnet run

cd ../Array2D
dotnet run

cd ../ArrayMethods
dotnet run

cd ../SpanIntro
dotnet run

다음 단원

[12_List_Dictionary_HashSet](../12_List_Dictionary_HashSet/) — 길이가 변하는 컬렉션과 키-값 저장소를 다룹니다.

예제 코드 / 강의 자료

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