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swift 기본문법 - 제네릭(Generics)

16 Jan 2020 | swift

개인공부 후 자료를 남기기 위한 목적임으로 내용 상에 오류가 있을 수 있습니다.

제네릭(Generics)

제네릭은 자료형에 구애받지 않는 코드를 의미한다. 스위프트는 태생적으로 강한 타입의 언어이기 때문에 변수와 인자, 리턴값 등 모두 자료형의 구속을 받게 된다. 이것때문에 때로는 비생산적이고 반복적인 코딩을 해야할 때가 발생하는데 제네릭은 이 부분을 해결해주는 유용한 코드로서 스위프트의 가장 강력한 기능 중 하나이다.

사실 스위프트의 array이나 dictionary도 제네릭이다. 예로 array에는 Int들을 담을 수도 있고 String도 담을 수 있기 때문이다.

따라서 이 제네릭을 사용하게 되면 유연하고 재사용성 높은 코드를 작성할 수 있다는 장점이 있다.

자. 아래 두 정수의 값을 바꿔주는 함수가 있다고 하자.

func swapTwoInts(_ a: inout Int, _ b: inout Int) {
  let temporaryA = a
  a = b
  b = temporaryA
}

그런데 아래 사진에서와 같이 파라미터에 Double형을 넣으면 에러가 뜨게 된다.
swapTwoInts의 파라미터는 Int형이기 때문이다.

그런데 우리가 만약에 같은 기능을 하는 함수임에도 불구하고 String, Double 등 각각 다양한 타입의 파라미터를 받아주는 함수를 매번 만들어야 한다고 생각해보자. 매우…매우!!!! 비효율적이라는 생각이 들것이다.

바로 이때 generic을 사용하면 된다.

func swapTwoInts<T>(_ a: inout: T, _ b: inout: T) {
  let temporaryA = a
  a = b
  b = temporaryA
}

이렇게만 해주면 이 함수 하나로 Int, String, Double 변수들의 값을 바꿔줄 수 있다.
단 a, b가 모두 같은 타입일 때만 말이다!

그렇다면 이때 T 는 무엇을 의미할까?

T 타입 파라미터

1. 파라미터: 타입이 들어갈 부분에 T를 적었다.

이때 T는 Placeholder 타입 “이름”을 의미한다. String, Int타입도 이름으로 이 대신 T라는 타입이름 이 들어간것!
이 T는 swapTwoInts라는 함수가 호출될 때마다 결정된다. 그리고 이때 a와 b는 이 T타입과 반드시 일치해야 한다.

2. <T>

generic함수와 일반함수에서의 가장 큰 차이일 것이다.

제네릭함수는 함수 이름 옆에 위에서 말한 Placeholder 타입 이름이 온다. 대괄호(<>)로 묶어준 이유는 Swift에게 함수 정의 내 Placeholder 타입이름인 것을 알리기 위해서이다. 그냥 “T”라는 것은 Placeholder이므로, swiftsms “T”라는 실제 타입을 찾지 않는다.

따라서 아래와 같이 작성해도 문제 없다.

func swapTwoInts<zehye>(_ a: inout: zehye, _ b: inout: zehye) {
  let temporaryA = a
  a = b
  b = temporaryA
}

뿐만 아니라 <T>자리에는 여러개가 들어갈 수 있다(,로 구분)

그러나 swift는 매~우 안전한 언어이며 타입에 굉~장히 민감하기 때문에 a와 b의 타입은 반드시 같아야 한다.
즉, Int와 String을 서로 바꿀 수 없게 하며, 만약 이렇게 하면 컴파일 에러가 뜰 것이다!

뿐만 아니라 swift에는 이미 swap 이라는 함수가 있는데 이또한 제네릭 함수이다.

public func swap<T>(_ a: inout T, _ b : inout T)

타입 제약

위에서 구현한 swapTwoInts 함수는 이제 제네릭으로 구현되어 있기 때무에 모든 타입에서 잘 동작할 것이다.

그러나 가끔 특정한 타입에서만 제네릭 함수를 사용하고 싶을때도 있을 것이다. 이를 위해 타입제약(Type Constraint)이 있다.
타입 제약을 통해 타입 파라미터(Type Parameter, swapTwoInts에서는 T)가 특정 클래스로부터 상속되거나, 특정 프로토콜을 준수해야만 제네릭 함수를 쓸 수 있도록 제약을 걸 수 있다.

우리는 위에서 딕셔너리도 제네릭의 콜렉션이라는 것을 인지했다.

그런데 딕셔너리에서의 key에는 아무 타입이나 들어갈 것처럼 보이지만 사실 Hashable 프로토콜 을 준수해야만 Key로 들어올 수 있다.

public struct Dictionary<Key, Value> : Collection, ExpressibleByDictionaryLiteral where Key: Hashable {

}

즉, 우리가 이때까지 넣었던 Int, String, Double, Bool 등은 Hashable 프로토콜을 준수하고 있다는 것을 의미한다.

따라서 Dictionary는 타입 제약을 통해 특정한 클래스를 상속받거나, 특정한 프로토콜을 준수한 타입만이 들어올 수 있도록 구현되어 있다. 물론 제네릭을 통해서 말이다! 그럼 우리도 한번 만들어보도록 하자!

func somwFunction<T: SomeClass, U: SomeProtocol>(someT: T, someU: U) {
  .. function body goes here
}

위 코드는 타입 제약이 들어간 제네릭 함수의 syntax이다. 위 함수에서의 T,U모두 타입 파라미터이다.
T 옆에는 특정 클래스, U 옆에는 특정 프로토콜이 존재하며 두개의 구분은 , 으로 하였다.

  • T: SomeClass의 하위클래스여야 한다는 제약
  • U: SomeProtocol을 준수해야한다는 제약
func findIndex(ofString valueToFind: String, in array: [String]) -> Int? {
  for (index, valiue) in array.enumerated() {
    if value == valueToFind {
      return index
    }
  }
  return nil
}

위 findIndex함수는 String 배열과 찾고싶은 String 하나를 파라미터로 주면 해당 String이 있으면 그 인덱스를 반화해주고 없으면 nil을 반환해주는 함수이다. 즉 [1,2,3,4,5,6]이라는 배열을 가지고 있는데 내가 찾고 싶은 Int가 몇번째 인덱스에 있는지 궁금할때 사용하는 함수를 의미한다.

위 함수를 이제 제네릭으로 바꿔보자!

func findIndex<T>(of valueToFind: T, in array: [T]) -> Int? {
  for (index, value) in array.enumerated() {
    if value == valueToFind {
      return index
    }
  }
  return nil
}

그러면 위와 같은 오류가 발생할 것이다.

value == valueToFind 구문으로부터 발생하는 오류로 swift의 모든 타입이 저렇게 == 라는 여산자로 비교될 수 있는 것이 아니기 때문에 발생하는 에러이다. 즉, swift가 가능한 모든 타입 T에 대해 이 코드가 작동한다는 것을 보장할수 없기 때문에 컴파일 에러가 발생하는 것이다!

이때 사용할 개념이 Equatable 이다.

func findIndex<T: Equatable>(of valueToFind: T, in array: [T]) -> Int? {
  for (index, value) in array.enumerated() {
    if value == valueToFind {
      return index
    }
  }
  return nil
}

즉, Equatable을 준수하는 모든 타입은 위 findIndex 함수를 안전하게 사용할 수 있게 된다.

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