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제네릭(Generic)

정의

코드의 유연성 및 재사용성을 높이기 위한 추상화 기법. 코드 중복 방지, 의도를 명시적으로 드러낼 수 있다.

사용용도

표준 라이브러리를 만드는 핵심 기법이다.
Array, Dictionary 타입이 generic collection.
Array : Int, String, ... 등등 타입을 사용 가능

제네릭 함수

2개 정수를 입력 받아 서로 값을 바꾸는 예제

func swapInts(inout a: Int, inout _ b: Int) {
    let tempA = a
    a = b
    b = tempA
}

var firstInt = 2
var secondInt = 3

swapInts(&firstInt, &secondInt)

2개 문자열을 입력 받아 서로 값을 바꾸는 예제

func swapStrings(inout a: String, inout _ b: String) {
    let tempA = a
    a = b
    b = tempA
}

타입에 상관없이 동일 타입의 2개 값을 받아서 서로 값을 바꾸는 예제

func swapValues<T>(inout a: T, inout _ b: T) {
    var tempA = a
    a = b
    b = tempA
}

예제

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

타입 인자(Type parameter)

위에 예제에서 T를 타입 인자라고 부른다.
함수 바로 뒤에 <T>와 같은 형태로 사용한다.

타입 인자 이름 붙이기

Dictionary
- 에서 Key, Value와 같이 타입 인자에 속성을 설명하는 이름을 붙인다.
- 타입 인자와 제네릭 타입 사이의 관계를 코드를 읽는 사람 이해를 돕는다.
- 전통적으로 T, U, V와 같이 단일 대문자로 표현한다.
- 주의 : 타입이라는 것을 표시하기 위해서 대문자를 사용한다.

제네릭 타입

제네릭 함수를 위해서 봤고 이번에는 개발자가 직접정의할 수 있는 제네릭 타입에 대해서 알아보자.
class, struct, enum와 함께 사용된다. (Array, Dictionary)
Stack이라는 제네릭 콜렉션 타입 예제
1. 현재 Stack에 3개 값이 있다.
2. 4번째 값을 추가해서 맨 위에 위치하게 된다.
3. 이제 Stack은 총 4개 값을 가지고 있다.
4. pop을 호출해서 Stack 맨 위에 있는 값을 빼낸다.
5. pop을 하고 난 후에 1에서와 같이 3개 값을 가지고 있는 상태가 된다.
우선 제네릭이 아닌 Int 값에 대한 Stack을 구현해 보자.

struct IntStack {
    var items = [Int]()
    mutating func push(item: Int) {
        items.append(item)
    }
    mutating func pop() -> Int {
        return items.removeLast()
    }
}

items는 Array 프로퍼티로 Int 값을 저장하는 역할을 수행한다.
push와 pop 메소드를 제공한다.
돌발 퀴즈 : 왜 mutating로 지정하였을까?
답 : 메소드가 프로퍼티의 값을 변경하는 경우 mutating 키워드를 붙여줘야 한다.
자 이제 Int 타입뿐만 아니라 다양한 타입을 가지는 제네릭 Stack을 구현해 보자.

struct Stack<Element> {
    var items = [Element]()
    mutating func push(item: Element) {
        items.append(item)
    }

    mutating func pop() -> Element {
        return items.removeLast()
    }
}

var stackOfStrings = Stack<String>()
stackOfStrings.push("cat")
stackOfStrings.push("dog")
stackOfStrings.push("cow")

Stack2

let fromTheTop = stackOfStrings.pop()

Stack3

코드 읽기
1. items 프로퍼티는 Element 타입의 값을 가지는 Array 값이다.
2. push 메소드는 Element 타입의 item을 배열에 넣는다.
3. pop 메소드는 Element 타입의 값을 반환한다.

제네릭 타입 확장

기존 제네릭 타입을 확장하기
- 아래 예제와 같이 extension을 붙인다.
- 기존 제네릭 타입의 타입 인자를 그대로 사용할 수 있다.
읽기 전용 프로퍼티인 topItem

pop하지 않고 최고 위에 있는 값을 반환한다.

extension Stack {
 var topItem: Element? {
     return items.isEmpty ? nil : items[items.count-1]
 }
}

Quiz : ?를 사용한 이유는?
답 : nil이 될 수 있는 경우 사용. isEmpty에 따라 nil을 반환할 수 있기 때문이다.

if let topItem = stackOfStrings.topItem {
    print("The top item on the stack is \(topItem).")
}

타입 제약

이전 제네릭 swap 함수를 봤다. 어떤 값이든 올 수가 있었다. 하지만 특정 타입에 제약을 걸고 싶다면?
Dictionary 타입의 경우 key에 제한이 걸려있다. 이 제약은 hashable해야한다는 것이다. key의 속성은 유일무이해야 하며 포함하고 있는지 여부를 바로 확인할 수 있어야 한다.
참고로 Swift의 기본 타입들 모두 hashable하다.(String, Int, Double, Bool)

문법

func someFunction<T: SomeClass, U: SomeProtocol> (someT: T, someU: U) {

}

2개 타입 인자를 가진다. 첫번째는 T이며 SomeClass의 서브클래스라는 제약을 가지고 있다. 두번째는 U이며 SomeProtocol을 만족시켜야 한다.

타입 제약 동작

일반 함수 findStringIndex 함수가 아래와 같다.

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

let strings = ["cat", "dog", "llama", "parakeet", "terrapin"]
if let foundIndex = findStringIndex(strings, "llama") {
    print("The index of llama is \(foundIndex)")
}

제네릭 함수 findIndex를 만들어 보자.

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

위 코드는 컴파일 에러가 발생한다?
Quiz : 왜 컴파일 에러가 발생하는가?
답 : if value == valueToFind 부분에서
Equatable 성질을 가지도록

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

let doubleIndex = findIndex([3.14159, 0.1, 0.25], 9.3)

let stringIndex = findIndex(["Mike", "Malcolm", "Andrea"], "Andrea")

타입 T는 Equatable 프로토콜을 만족시켜야 한다는 제약을 가지도록 했다. Equatable 속성을 가지는 Double과 String이 가능하다.

Quiz

정의에 대한 질문
용도에 대한 질문
예제 관련