[Swift] Generics(제네릭) - 1

Generics

제네릭 코드(Generic code)는 정의한 요구사항을 만족하는 모든 타입과 함께 작업할 수 있는 유연하고 재사용성 높은 함수나 타입을 작성하게 해준다. 코드의 중복을 피하고, 의도를 추상적이고 명확한 방법으로 표현할 수 있다.

 

제네릭은 스위프트의 강력한 특징 중 하나이며, 많은 스위프트의 표준 라이브러리는 제네릭 코드로 빌드 되어있다. 사실 인지하지 못했어도 Language Guide 내내 제네릭 코드를 사용했다. 예를 들어, 스위프트의 Array와 Dictionary 타입은 둘 다 제네릭 컬렉션이다. Int 값을 저장하는 배열, String 값을 저장하는 배열, 혹은 스위프트에서 만들 수 있는 어떠한 다른 타입이라도 저장하는 배열 등을 생성할 수 있다. 비슷하게, 어떤 타입이든지 간에 특정한 타입을 저장하는 딕셔너리를 만들 수 있다.

 

The Problem That Generics Solve

다음은 두 개의 Int 값을 스왑하는 논 제네릭(nongeneric) 표준 함수 swapTwoInts(_:_:)이다:

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

이 함수는 a와 b의 값을 스왑하기 위해 in-out 파라미터를 사용한다.

 

swapTwoInts(_:_:) 함수는 b의 기존 값을 a로 스왑한다. 그리고 a의 기존 값은 b로 바꾼다. 이 함수는 두 개의 Int 변수를 스왑하기 위해 호출된다:

var someInt = 3
var anotherInt = 107
swapTwoInts(&someInt, &anotherInt)
print("someInt is now \(someInt), and anotherInt is now \(anotherInt)")
// Prints "someInt is now 107, and anotherInt is now 3"

swapTwoInts(_:_:) 함수는 유용하지만, Int 값에 대해서만 사용할 수 있다. 두 개의 String 값이나 Double 값을 스왑하고 싶으면, 아래의 swapTwoString(_:_:)나 swapTwoDoubles(_:_:)같은 함수들을 새로 작성해야 한다:

func swapTwoStrings(_ a: inout String, _ b: inout String) {
    let temporaryA = a
    a = b
    b = temporaryA
}

func swapTwoDoubles(_ a: inout Double, _ b: inout Double) {
    let temporaryA = a
    a = b
    b = temporaryA
}

swapTwoInts(_:_:), swapTwoStrings(_:_:), 그리고 swapTwoDoubles(_:_:) 함수의 본문이 동일하다는 것을 알 수 있다. 유일하게 다른 점은 이 함수들이 받는 값들의 타입이다.

 

어떠한 타입이라도 두 값을 스왑하는 함수를 만드는것이 더 유용하고, 유연하다. 제네릭 코드는 이러한 함수를 작성할 수 있도록 해준다.(제네릭 버전의 이 함수는 뒤에 등장한다.) 

Note
위의 세 함수에서 a와 b의 타입은 반드시 같아야 한다. 만약 a와 b가 같은 타입이 아니라면, 값을 스왑할 수 없다. 스위프트는 type-safe 언어이며 (예를 들어) String 타입의 변수와 Double 타입의 변수가 서로의 값을 스왑하는 것을 허용하지 않는다. 이런 상황에서는 컴파일 타임 에러가 발생하게 된다.

 

Generic Functions

제네릭 함수(Generic function)는 어떠한 타입으로도 작업할 수 있다. 다음은 위의 swapTwoInts(_:_:) 함수의 제네릭 버전인 swapTwoValues(_:_:)이다:

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

swapTwoValues(_:_:) 함수의 본문은 swapTwoInts(_:_:)의 함수의 본문과 동일하지만, swapTwoValues(_:_:)함수의 첫 번째 라인은 swapTwoInts(_:_:) 함수와 약간 다르다. 다음은 첫 번째 라인을 비교한 것이다:

func swapTwoInts(_ a: inout Int, _ b: inout Int)
func swapTwoValues<T>(_ a: inout T, _ b: inout T)

제네릭 버전의 함수는 (Int, String, Double 같은) 실제 타입 이름 대신 플레이스홀더(placeholder, 이 케이스에선 T) 타입 이름을 사용한다. 여기서 플레이스홀더 타입 이름은 T가 반드시 무엇이어야 한다고 말하지 않지만, a와 b가 반드시 같은 T가 대표하는 타입이어야 함을 말한다. T 대신 사용할 실제 타입은 swapTwoValues(_:_:)함수가 호출 될 때 마다 결정된다.

 

또 다른 제네릭 함수와 논 제네릭 함수의 차이점은 제네릭 함수의 이름 (swapTwoValues(_:_:)) 뒤에 싱글 길리멧 괄호 안에 있는 플레이스홀더 타입 이름(<T>)이 따라온다는 것이다. 괄호는 스위프트에게 T가 swapTwoValues(_:_:) 함수 정의 내부의 플레이스홀더 타입임을 알려준다. T가 플레이스홀더이므로, 스위프트는 T의 실제 타입을 찾지 않는다.

 

이제 swapTwoValues(_:_:) 함수는 swapTwoInts와 똑같은 방식으로 호출할 수 있지만, 두 값이 서로 같은 타입인 경우에 어떠한 타입의 값이라도 전달받을 수 있다. swapTwoValues(_:_:)가 호출 될 때마다, T로 사용될 타입은 함수에 전달된 값의 타입으로 추론된다.

 

아래의 두 예시에서, T는 각각 Int와 String으로 추론된다:

var someInt = 3
var anotherInt = 107
swapTwoValues(&someInt, &anotherInt)
// someInt is now 107, and anotherInt is now 3

var someString = "hello"
var anotherString = "world"
swapTwoValues(&someString, &anotherString)
// someString is now "world", and anotherString is now "hello"

Note
위에서 정의한 swapTwoValues(_:_:) 함수는 스위프트의 표준 라이브러리에 있는 swap 이라는 함수와 같다. 따라서 이러한 함수가 필요할 때에는 스위프트에 이미 존재하는 swap(_:_:) 함수를 사용하는 것이 좋다.



Type Parameters

위의 swapTwoValues(_:_:) 의 예시에서 플레이스홀더 타입 T는 타입 파라미터의 예시이다. 타입 파라미터는 플레이스홀더 타입을 지정하고, 이름을 붙이며, 싱글 길리멧에 둘러쌓여서 함수의 이름 바로 뒤에 작성된다(<T> 처럼).

 

타입 파라미터를 지정하면, 함수의 파라미터를 정의하는데 사용하거나(swapTwoValues(_:_:) 함수의 a와 b처럼), 함수의 리턴 타입이나 본문 내부에서 타입 어노테이션을 하는데 사용할 수 있다. 각각의 경우에 타입 파라미터는  함수가 호출될 때 마다 실체 타입으로 대체된다.

 

싱글 길라멧 괄호 내부에 컴마로 구분하여 하나 이상의 타입 파라미터를 제공할 수 있다.

 

Naming Type Parameters

대부분의 경우, 타입 파라미터는 Dictionary<Key, Value>에서의 Key, Value 그리고 Array<Element>에서의 Element같이 코드를 읽는 독자들에게 타입 파라미터와 제네릭 타입 혹은 함수와의 관계를 설명해주는 서술적인 이름을 가지고 있다. 하지만 이러한 관계가 의미있는 않는 경우에는 전통적으로 T, U, V와 같은 단일 문자로 이름을 짓는다.

Note
타입 파라미터의 이름에는 값이 아닌 타입에 대한 플레이스홀더임을 나타내기 위해 항상 upper 카멜 케이스를 사용해야 한다.

 

 

원문: https://books.apple.com/kr/book/the-swift-programming-language-swift-5-7

‎The Swift Programming Language (Swift 5.7)