Structures and Classes

Groot·2022년 6월 27일

Swift Language Guide

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Swift Language Guide - Structures and Classes

구조체와 클래스는 프로그램 코드의 빌딩 블록이 되는 유연한 범용 구조입니다.
속성과 메서드를 정의하여 상수, 변수 및 함수를 정의하는 데 사용하는 것과 동일한 구문을 사용하여 구조체 및 클래스에 기능을 추가합니다.
Swift에서 단일 파일에 구조체 또는 클래스를 정의하면 해당 클래스 또는 구조체에 대한 외부 인터페이스가 자동으로 다른 코드에서 사용할 수 있게 됩니다.

클래스의 인스턴스는 전통적으로 객체로 알려져 있습니다. 그러나 Swift 구조체와 클래스는 다른 언어보다 기능면에서 훨씬 더 가깝고 이 장의 대부분은 클래스 또는 구조체 유형의 인스턴스에 적용되는 기능에 대해 설명합니다. 이 때문에 보다 일반적인 용어 인스턴스가 사용됩니다.

📌 Comparing Structures and Classes

Swift의 구조체와 클래스에는 많은 공통점이 있습니다. 둘 다 다음을 수행할 수 있습니다.
- 값을 저장할 속성 정의
- 기능을 제공하는 메소드 정의
- 첨자 구문을 사용하여 값에 대한 액세스를 제공하도록 첨자를 정의합니다.
- 초기 상태를 설정하기 위한 이니셜라이저 정의
- 기본 구현 이상으로 기능을 확장하도록 확장
- 특정 종류의 표준 기능을 제공하는 프로토콜 준수
클래스에는 구조체에 없는 추가 기능이 있습니다.
- 상속을 통해 한 클래스가 다른 클래스의 특성을 상속할 수 있습니다.
- 유형 캐스팅을 사용하면 런타임에 클래스 인스턴스의 유형을 확인하고 해석할 수 있습니다.
- Deinitializers는 클래스의 인스턴스가 할당된 리소스를 해제할 수 있도록 합니다.
- 참조 카운팅은 클래스 인스턴스에 대한 둘 이상의 참조를 허용합니다.
클래스가 지원하는 추가 기능에는 복잡성이 증가합니다.
일반적인 지침으로, 추론하기 쉽기 때문에 구조체를 선호하고 적절하거나 필요할 때 클래스를 사용합니다.
실제로 이것은 정의하는 대부분의 사용자 정의 데이터 유형이 구조체 및 열거형이 될 것임을 의미합니다.
더 자세한 비교는 구조체와 클래스 중 선택을 참조하십시오.

클래스와 액터는 동일한 특성과 동작을 많이 공유합니다. 행위자에 대한 정보는 동시성을 참조하십시오.

📍 Definition Syntax

구조체와 클래스는 유사한 정의 구문을 가지고 있습니다.
struct 키워드로 구조체를 도입하고 class 키워드로 클래스를 도입합니다.
둘 다 한 쌍의 중괄호 안에 전체 정의를 배치합니다.
```
struct SomeStructure {
    // structure definition goes here
}
class SomeClass {
    // class definition goes here
}
```
새 구조체나 클래스를 정의할 때마다 새 Swift 유형을 정의합니다. 표준 Swift 유형(예: String, Int 및 Bool)의 대문자 사용과 일치하도록 유형에 UpperCamelCase 이름(예: SomeStructure 및 SomeClass)을 지정합니다.속성 및 메서드에 lowerCamelCase 이름(예: frameRate 및 incrementCount)을 지정하여 유형 이름과 구별합니다.

다음은 구조체 정의 및 클래스 정의의 예입니다.

struct Resolution {
    var width = 0
    var height = 0
}
class VideoMode {
    var resolution = Resolution()
    var interlaced = false
    var frameRate = 0.0
    var name: String?
}

위의 예는 픽셀 기반 디스플레이 해상도를 설명하기 위해 Resolution이라는 새로운 구조체를 정의합니다.
이 구조체에는 너비와 높이라는 두 개의 저장된 속성이 있습니다.
저장된 속성은 묶어서 구조체나 클래스의 일부로 저장하는 상수 또는 변수입니다.
이 두 속성은 초기 정수 값 0으로 설정하여 Int 유형으로 유추됩니다.
위의 예는 또한 비디오 표시를 위한 특정 비디오 모드를 설명하기 위해 VideoMode라는 새 클래스를 정의합니다.
이 클래스에는 4개의 가변 저장 속성이 있습니다.
첫 번째인 resolution은 Resolution의 속성 유형을 유추하는 새로운 Resolution 구조체 인스턴스로 초기화됩니다.
다른 세 속성의 경우 새 VideoMode 인스턴스는 false의 인터레이스 설정("비인터레이스 비디오"를 의미), 재생 프레임 속도 0.0 및 name이라는 선택적 문자열 값으로 초기화됩니다.
name 속성은 선택적 유형이기 때문에 기본값 nil 또는 "이름 값 없음"이 자동으로 지정됩니다.

📍 Structure and Class Instances

Resolution 구조체 정의와 VideoMode 클래스 정의는 Resolution 또는 VideoMode가 어떻게 생겼는지 설명합니다.
그들 자체는 특정 해상도나 비디오 모드를 설명하지 않습니다.
그렇게 하려면 구조체나 클래스의 인스턴스를 만들어야 합니다.
인스턴스를 생성하는 구문은 구조체와 클래스 모두에서 매우 유사합니다.
```
let someResolution = Resolution()
let someVideoMode = VideoMode()
```
구조체와 클래스는 모두 새 인스턴스에 대해 이니셜라이저 구문을 사용합니다.
이니셜라이저 구문의 가장 간단한 형식은 Resolution() 또는 VideoMode()와 같이 빈 괄호 뒤에 오는 클래스 또는 구조체의 유형 이름을 사용합니다.
그러면 속성이 기본값으로 초기화된 클래스 또는 구조체의 새 인스턴스가 생성됩니다.
클래스 및 구조체 초기화는 초기화에서 자세히 설명합니다.

📍 Accessing Properties

점 구문을 사용하여 인스턴스의 속성에 액세스할 수 있습니다.
점 구문에서는 공백 없이 마침표(.)로 구분하여 인스턴스 이름 바로 뒤에 속성 이름을 씁니다.
```
print("The width of someResolution is \(someResolution.width)")
// Prints "The width of someResolution is 0"
```
이 예에서 someResolution.width는 someResolution의 너비 속성을 참조하고 기본 초기 값인 0을 반환합니다.

VideoMode의 resolution 속성에 있는 width 속성과 같은 하위 속성으로 드릴다운할 수 있습니다.

print("The width of someVideoMode is \(someVideoMode.resolution.width)")
// Prints "The width of someVideoMode is 0"

점 구문을 사용하여 변수 속성에 새 값을 할당할 수도 있습니다.

someVideoMode.resolution.width = 1280
print("The width of someVideoMode is now \(someVideoMode.resolution.width)")
// Prints "The width of someVideoMode is now 1280"

📍 Memberwise Initializers for Structure Types

모든 구조체에는 자동으로 생성된 멤버별 이니셜라이저가 있어 새 구조체 인스턴스의 멤버 속성을 초기화하는 데 사용할 수 있습니다.
새 인스턴스의 속성에 대한 초기 값은 이름으로 멤버별 이니셜라이저에 전달할 수 있습니다.
```
let vga = Resolution(width: 640, height: 480)
```
구조체와 달리 클래스 인스턴스는 기본 멤버별 이니셜라이저를 받지 않습니다.
이니셜라이저는 초기화에 자세히 설명되어 있습니다.

📌 Structures and Enumerations Are Value Types

값 유형은 변수나 상수에 할당되거나 함수에 전달될 때 값이 복사되는 유형입니다.
사실, Swift의 모든 기본 유형(정수, 부동 소수점 숫자, 부울, 문자열, 배열 및 사전)은 값 유형이며 배후에서 구조체로 구현됩니다.
모든 구조체와 열거형은 Swift의 값 유형입니다. 즉, 생성한 모든 구조체 및 열거형 인스턴스와 속성으로 포함된 모든 값 유형은 코드에서 전달될 때 항상 복사됩니다.

배열, 사전 및 문자열과 같은 표준 라이브러리에 의해 정의된 컬렉션은 최적화를 사용하여 복사의 성능 비용을 줄입니다. 즉시 복사본을 만드는 대신 이러한 컬렉션은 원본 인스턴스와 복사본 간에 요소가 저장되는 메모리를 공유합니다. 컬렉션 복사본 중 하나가 수정되면 수정 직전에 요소가 복사됩니다. 코드에서 볼 수 있는 동작은 항상 복사가 즉시 발생한 것처럼 보입니다.
이전 예의 Resolution 구조체를 사용하는 다음 예를 고려하십시오.
```
let hd = Resolution(width: 1920, height: 1080)
var cinema = hd
```
이 예제는 hd라는 상수를 선언하고 풀 HD 비디오(폭 1920픽셀 x 높이 1080픽셀)의 너비와 높이로 초기화된 Resolution 인스턴스로 설정합니다.
그런 다음 시네마라는 변수를 선언하고 HD의 현재 값으로 설정합니다.
Resolution은 구조체이기 때문에 기존 인스턴스의 복사본이 만들어지고 이 새 복사본이 영화관에 할당됩니다.
이제 HD와 시네마의 너비와 높이가 동일하지만 장면 뒤에서 완전히 다른 두 인스턴스입니다.
다음으로, 시네마의 너비 속성은 디지털 시네마 프로젝션에 사용되는 약간 더 넓은 2K 표준의 너비로 수정됩니다(2048픽셀 너비 및 1080픽셀 높이)
```
cinema.width = 2048
```
Cinema의 width 속성을 확인하면 실제로 2048로 변경되었음을 알 수 있습니다.
```
print("cinema is now \(cinema.width) pixels wide")
// Prints "cinema is now 2048 pixels wide"
```
그러나 원래 hd 인스턴스의 너비 속성에는 여전히 1920의 이전 값이 있습니다.
```
print("hd is still \(hd.width) pixels wide")
// Prints "hd is still 1920 pixels wide"
```
시네마에 현재 HD 값이 주어지면 hd에 저장된 값이 새 시네마 인스턴스에 복사됩니다.
최종 결과는 동일한 숫자 값을 포함하는 완전히 별개의 두 인스턴스였습니다.
그러나 별개의 인스턴스이기 때문에 아래 그림과 같이 시네마 너비를 2048로 설정해도 hd에 저장된 너비에는 영향을 미치지 않습니다.

열거형에도 동일한 동작이 적용됩니다.

enum CompassPoint {
    case north, south, east, west
    mutating func turnNorth() {
        self = .north
    }
}
var currentDirection = CompassPoint.west
let rememberedDirection = currentDirection
currentDirection.turnNorth()

print("The current direction is \(currentDirection)")
print("The remembered direction is \(rememberedDirection)")
// Prints "The current direction is north"
// Prints "The remembered direction is west"

storedDirection에 currentDirection 값이 할당되면 실제로 해당 값의 복사본으로 설정됩니다.
그 이후에 currentDirection의 값을 변경해도 RememberDirection에 저장된 원래 값의 복사본에는 영향을 미치지 않습니다.

📌 Classes Are Reference Types

값 유형과 달리 참조 유형은 변수나 상수에 할당되거나 함수에 전달될 때 복사되지 않습니다.
복사본 대신 동일한 기존 인스턴스에 대한 참조가 사용됩니다.

다음은 위에서 정의한 VideoMode 클래스를 사용하는 예입니다.

let tenEighty = VideoMode()
tenEighty.resolution = hd
tenEighty.interlaced = true
tenEighty.name = "1080i"
tenEighty.frameRate = 25.0

이 예제에서는 tenEighty라는 새 상수를 선언하고 VideoMode 클래스의 새 인스턴스를 참조하도록 설정합니다.
비디오 모드에는 이전의 1920 x 1080 HD 해상도 사본이 할당됩니다.
인터레이스로 설정되고 이름은 "1080i"로 설정되며 프레임 속도는 초당 25.0프레임으로 설정됩니다.
다음으로, tenEighty는 alsoTenEighty라는 새로운 상수에 할당되고 alsoTenEighty의 프레임 속도는 수정됩니다
```
let alsoTenEighty = tenEighty
alsoTenEighty.frameRate = 30.0
```
클래스는 참조 유형이므로 tenEighty 및 alsoTenEighty는 실제로 동일한 VideoMode 인스턴스를 참조합니다. 사실상, 아래 그림과 같이 동일한 단일 인스턴스에 대한 두 개의 다른 이름일 뿐입니다.
tenEighty의 frameRate 속성을 확인하면 기본 VideoMode 인스턴스에서 새 프레임 속도 30.0을 올바르게 보고한다는 것을 알 수 있습니다.
```
print("The frameRate property of tenEighty is now \(tenEighty.frameRate)")
// Prints "The frameRate property of tenEighty is now 30.0"
```
이 예제는 또한 참조 유형이 어떻게 추론하기 더 어려울 수 있는지 보여줍니다.
프로그램 코드에서 tenEighty와 alsoTenEighty가 멀리 떨어져 있으면 비디오 모드가 변경되는 모든 방법을 찾기 어려울 수 있습니다.
tenEighty를 사용할 때마다 alsoTenEighty를 사용하는 코드에 대해서도 생각해야 하며 그 반대의 경우도 마찬가지입니다.
대조적으로, 값 유형은 동일한 값과 상호 작용하는 모든 코드가 소스 파일에서 함께 가깝기 때문에 추론하기가 더 쉽습니다.
그러나 tenEighty 및 alsoTenEighty 상수 자체의 값은 실제로 변경되지 않기 때문에 여전히 tenEighty.frameRate 및 alsoTenEighty.frameRate를 변경할 수 있습니다.
변경된 것은 해당 VideoMode에 대한 상수 참조 값이 아니라 기본 VideoMode의 frameRate 속성입니다.

📍 Identity Operators

클래스는 참조 유형이기 때문에 여러 상수와 변수가 뒤에서 클래스의 동일한 단일 인스턴스를 참조할 수 있습니다.
(구조체 및 열거형의 경우에는 동일하지 않습니다. 상수 또는 변수에 할당되거나 함수에 전달될 때 항상 복사되기 때문입니다.)
두 개의 상수 또는 변수가 클래스의 정확히 동일한 인스턴스를 참조하는지 여부를 찾는 것이 때때로 유용할 수 있습니다. 이를 가능하게 하기 위해 Swift는 두 개의 ID 연산자를 제공합니다.
- Identical to (===)
- Not identical to (!==)

다음 연산자를 사용하여 두 개의 상수 또는 변수가 동일한 단일 인스턴스를 참조하는지 확인합니다.

if tenEighty === alsoTenEighty {
    print("tenEighty and alsoTenEighty refer to the same VideoMode instance.")
}
// Prints "tenEighty and alsoTenEighty refer to the same VideoMode instance."

same to(3개의 등호 또는 ===로 표시됨)는 equal to(2개의 등호 또는 ==로 표시됨)와 동일한 것을 의미하지 않습니다.
동일하다는 것은 클래스 유형의 두 상수 또는 변수가 정확히 동일한 클래스 인스턴스를 참조한다는 것을 의미합니다.
같음은 유형 디자이너가 정의한 같음의 적절한 의미에 대해 두 인스턴스가 값이 같거나 동등한 것으로 간주됨을 의미합니다.
고유한 사용자 정의 구조체와 클래스를 정의할 때 두 인스턴스가 동일한 것으로 자격이 되는 항목을 결정하는 것은 귀하의 책임입니다.
== 및 != 연산자의 고유한 구현을 정의하는 프로세스는 등가 연산자에 설명되어 있습니다.
고유한 사용자 정의 구조체와 클래스를 정의할 때 두 인스턴스가 동일한 것으로 자격이 되는 항목을 결정하는 것은 귀하의 책임입니다.

📍 Pointers

C, C++ 또는 Objective-C에 대한 경험이 있는 경우 이러한 언어가 포인터를 사용하여 메모리의 주소를 참조한다는 것을 알 수 있습니다.
어떤 참조 유형의 인스턴스를 참조하는 Swift 상수 또는 변수는 C의 포인터와 유사합니다.
그러나 메모리의 주소에 대한 직접적인 포인터가 아니며 참조를 생성하고 있음을 나타내기 위해 별표(*)를 작성할 필요가 없습니다.
대신 이러한 참조는 Swift의 다른 상수 또는 변수처럼 정의됩니다.
표준 라이브러리는 포인터와 직접 상호 작용해야 하는 경우 사용할 수 있는 포인터 및 버퍼 유형을 제공합니다(수동 메모리 관리 참조).