[Swift] Generics(제네릭) - 3

Type Constraints

swapTwoValues(_:_:) 함수와 Stack 타입은 어떠한 타입으로도 작업할 수 있다. 하지만 특정한 타입 제약조건(type constraints)을 강제하여 제네릭 함수나 제네릭 타입이 사용할 수 있는 타입을 지정하는 것이 유용할 때가 있다. 타입 제약조건은 타입 파라미터가 특정한 클래스를 상속 받거나, 특정 프로토콜을 준수해야 하도록 지정한다.

 

예를 들어, 스위프트의 Dictionary 타입은 딕셔너리의 키로 사용할 수 있는 타입에 제한을 둔다. 딕셔너리의 키로 사용될 타입은 반드시 hashable 해야한다. 즉, 스스로를 유니크하게 구분할 수 있어야 한다.

 

이러한 요구사항은 타입 제약조건에 의해서 Dictionary의 키 타입에 강제되며, 이는 키 타입이 반드시 Hashable 프로토콜을 준수하도록 한다. 모든 스위프트의 기본 타입들(String, Int, Double, Bool)은 기본적으로 hashable 하다.

 

커스텀 제네릭 타입을 만들 때, 타입 제약조건을 정의할 수 있다, 그리고 이 제약조건들은 제네릭 프로그래밍을 강력하게 만들어준다. Hashable과 같은 추상적인 개념은 구체적인 타입이 아닌 개념적인 특성을 특징짓는다.

 

Type Constraint Syntax

콜론으로 구분된 타입 파라미터 리스트의 내부에서 타입 파라미터의 이름 뒤에 하나의 클래스나 프로토콜 제약조건을 적어서 타입 제약조건을 작성할 수 있다. 제네릭 함수의 기본적인 타입 제약조건은 아래와 같다:

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

위의 함수에는 두개의 타입 파라미터가 있다. 첫 번째 파라미터 T는 SomeClass의 서브클래스이어야 하는 제약조건이 있다. 두 번째 파라미터 U는 SomeProtocol을 준수해야 하는 제약조건이 있다.

 

Type Constraint in Action

다음은 전달 받은 String 값이 String 배열 속에 있는지 찾는 논 제네릭 함수 findIndex(ofString:in)이다. findIndex(ofString:in:) 함수는 배열 속의 값이 찾으려는 문자열 값과 첫 번째로 일치하는 인덱스 값을 리턴하고, 없다면 nil을 리턴한다:

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

findIndex(ofString:in) 함수는 문자열 배열에서 특정 문자열을 찾는데 이용할 수 있다:

let strings = ["cat", "dog", "llama", "parakeet", "terrapin"]
if let foundIndex = findIndex(ofString: "llama", in: strings) {
    print("The index of llama is \(foundIndex)")
}
// Prints "The index of llama is 2

하지만 배열 내부의 인덱스를 찾는 원리는 문자열에만 유효한 것이 아니다(주: 똑같은 원리로 다른 타입들도 일치하는 인덱스를 찾을 수 있다). String을 모두 T로 바꿔 같은 기능을 가진 제네릭 함수를 만들 수 있다.

 

다음은 아마 예상했을 findIndex(ofString:in:)의 제네릭 버전 함수 findIndex(of:in)이다. 이 함수는 옵셔널 인덱스 번호를 리턴하므로 리턴 타입은 여전히 Int?임을 알아두자. 하지만 이 함수는 다음에 설명할 이유로 컴파일 되지 않는다.

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

이 함수는 위에 작성된 대로 컴파일 되지 않는다. 문제는 동등성 체크 "if value == valueToFind"에 있다. 스위프트의 모든 타입이 같음(equal to) 연산자 (==)를 사용할 수 있는 것은 아니다. 예를 들어, 복잡한 데이터 모델을 표현하는 클래스나 스트럭처를 만들었다면 "같음"의 의미가 스위프트가 추측할 수 없다. 따라서 이 코드가 모든 가능한 타입 T에 대해 작업할 수 있다는 것을 보장할 수 없고, 코드를 컴파일할 때 에러가 발생한다.

 

하지만 스위프트의 표준 라이브러리는 Equatable이라는 프로토콜을 정의한다. 이 프로토콜은 준수하는 타입들에게 같음 연산자 (==)와 같지 않음 연산자 (!=)를 구현하도록 요구한다. 모든 스위프트의 표준 타입들은 Equatable 프로토콜을 준수한다.

 

Equatable 프로토콜을 준사하는 모든 타입은 같음 연산자를 지원하는 것이 보장되기 때문에 findIndex(of:in:) 함수를 안전하게 사용할 수 있다. 이러한 사실을 표현하기 위해서 함수를 정의할 때, 타입 제약조건으로 Equatable을 타입 파라미터의 정의 부분에 작성한다.

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

findIndex(of:in:)에서 쓰이는 타입 파라미터는 T: Equatable로 작성되었다. 이는 "Equatable 프로토콜을 준수하는 모든 타입"을 의미한다.

 

findIndex(of:in:) 함수는 이제 성공적으로 컴파일되며, Double이나 String같은 Equatable한 타입들이 이용할 수 있게 된다.

let doubleIndex = findIndex(of: 9.3, in: [3.14159, 0.1, 0.25])
// doubleIndex is an optional Int with no value, because 9.3 isn't in the array
let stringIndex = findIndex(of: "Andrea", in: ["Mike", "Malcolm", "Andrea"])
// stringIndex is an optional Int containing a value of 2

 

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

‎The Swift Programming Language (Swift 5.7)