C#에서 |와 ||, &와 &&의 차이

이 포스트는 작성후 일년 이상 지났기 때문에, 내용중 일부는 현재와 다를 수 있습니다.

C#에서 코딩을 하다보면 AND 조건을 위해서는 &&, OR 조건을 위해서는 ||를 쓴다. 하지만 종종 & 또는 | 이런 식으로 하나씩만 쓰는 경우를 볼 때가 있다. 주로 정규식 객체를 초기화하는 경우 혹은 리플렉션을 이용하여 프라이빗 멤버에 접근하려고 하는 경우가 될텐데, 아래 코드를 살짝 들여다 보도록 하자

// Initialiseing a regular expression instance.
var regex = new Regex("pattern", RegexOptions.IgnoreCase | RegexOptions.Compiled);

// Accessing a private method via reflection.
var mi = this.GetType().GetMethod("MethodName", BindingFlags.NonPublic | BindingFlags.Instance);

위의 코드에서 볼 수 있다시피 정규식 초기화 또는 리플렉션을 통해 프라이빗 메소드에 접근하려는 경우에서는 |를 흔히 볼 수 있다. 그렇다면 ||와 |의 차이는 무엇일까? 프로젝트 내 초급 개발자들이 흔히 물어보곤 하는데, 그냥 이걸 Bitwise 연산자이다! 라고만 하면 전공자가 아닌 이상 사실 잘 와닿지 않는다. 그래서 조금 더 풀어 쓰자면 아래와 같다고 할 수 있다.

var result1 = condition1 || condition2 || condition3;
var result2 = condition1 | condition2 | condition3;

result1의 값은 condition1이 참이라면 더이상 condition2와 condition3를 수행하지 않고 TRUE가 된다. 이미 OR 연산에서 첫번째 조건이 참이 됐기 때문에 더이상 그 이후를 수행할 의미가 없기 때문이다. 반면 result2의 값은 condition1이 참/거짓인것과 상관 없이 condition2, condition3를 모두 확인하고 그 세 결과값을 통해 하나라도 참이면 TRUE를 갖게 된다. 당연히 result2를 수행하는 것이 비용이 높을 것이다.

var result3 = condition1 && condition2 && condition3;
var result4 = condition1 & condition2 & condition3;

마찬가지로 result3의 값은 condition1의 값이 거짓이라면 곧바로 FALSE를 반환하고 condition2, condition3를 수행하지 않는다. 반면에 result4의 값은 모든 condition1, condition2, condition3를 수행하고 하나라도 거짓값이 있으면 FALSE를 반환하게 된다.

결국 아주 특별한 상황이 아니라면 굳이 비용이 높은 | 또는 &를 사용할 필요가 없다. 맨 위의 예제 코드는 언어의 설계가 그렇게 됐기 때문에 쓰는 것일 뿐이다.

참고로 VB.NET 에서는 |는 Or, ||는 OrElse, &는 And, &&는 AndAlso에 대응한다.

위 글을 생활코딩 페이스북 커뮤니티에 올리고 난 후 많은 피드백을 받았다. 그에 따라 원문을 다시금 보충하고자 한다. 모든 내용은 C#의 스펙에 따른 것이므로 다른 언어와 다를 수 있다는 점을 전제로 하자.

&&와 ||는 조건부 논리 연산자 conditional logical operator1 라고 부른다. 이는 short-circuiting 논리 연산자라고도 불리는데, 여기서 이 short-circuiting의 의미는 앞의 조건을 만족하면 뒤의 조건들은 무시한다는 뜻이다. C# 스펙에 정의되어 있는 불린형 조건부 논리 연산자 boolean conditional logical operator2 로서 이 두 연산자가 작동하는 방식은 다음과 같은 방식을 따른다.

condition1 && condition2의 의미는 condition1 ? condition2 : false이다.
condition1 || condition2의 의미는 condition1 ? true : condition2이다.

반면 &와 |는 논리 연산자 logical operator3 라고 부른다. 즉 &&와 ||보다 좀 더 넓은 범위를 가진 연산자인 셈이다. 이 논리 연산자는 크게 세가지 형태의 미리 정의된 형태를 볼 수 있는데, 정수형 논리 연산자 integer logical operator4, 열거형 논리 연산자 enumeration logical operator5, 불린형 논리 연산자 boolean logical operator6가 있다. 정수형 논리 연산자는 비트 연산을 수행하고 열거형 논리 연산자 역시 비트 연산을 수행하는데 이는 열거형 내부적으로 정수형으로 변환이 가능하기 때문이다. 단, 이 경우 열거형은 [Flag] 속성 클라스와 더불어 2^n 형태의 값을 가져야 한다. 마지막으로 불린형 논리 연산자는 제시된 피연산자를 모두 검사한 후 결과를 반환한다.

// integer logical operator
var operand1 = 6;                      // 0110
var operand2 = 10;                     // 1010
var result = operand1 | operand2       // 1110 = 14

// enumeration logical operator
var operand1 = RegexOptions.IgnoreCase // 1 = 0001
var operand2 = RegexOptions.Compiled   // 8 = 1000
var result = operand1 | operand2       // 9 = 1001

// boolean logical operator
var operand1 = true;                   // 1
var operand2 = false;                  // 0
var result1 = operand1 | operand2      // 1
var result2 = operand1 & operand2      // 0

위의 코드에서 알 수 있다시피 &와 |는 모두 비트 연산을 수행하고 그 결과를 반환시킨다.

그렇다면, &, |와 &&, || 사이의 관계는 어떠한 것인가? 앞서 불린형 조건부 논리 연산자 항목2에서 언급했다시피 &&와 ||는 단축형 논리 연산자를 제공하는 것이어서, 굳이 첫번째 피연산자가 조건에 들어맞는다면 그 다음 피연산자를 검사할 필요가 없이 그자리에서 결과값을 반환하고 종료하는 것이다. 따라서, & 또는 | 연산자는 불린형 논리 연산에서는 피연산자 모두를 검사할 필요가 없다면 쓰지 않는 것이 좋다.

참고: