[Kotlin in Action] 6장 코틀린 타입 시스템

Sdoubleu·2023년 3월 19일

let 코틀린 인 액션

Kotlin in Action

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6장에서 다루는 내용

널이 될 수 있는 타입과 널을 처리하는 구문의 문법

코틀린 원시 타입 소개와 자바 타입과 코틀린 원시 타입의 관계

코틀린 컬렉션 소개와 자바 컬렉션과 코틀린 컬렉션의 관계

6.1 널 가능성

널 가능성은 NullPointerException 오류 를 피할 수 있게 돕기 위한 코틀린 타입 시스템 특성

6.1.1 널이 될 수 있는 타입

코틀린 타입 시스템은 널이 될 수 있는 타입을 명시적으로 지원한다
-> null을 허용
널과 문자열을 인자로 받을 수 있게 하려면 타입 이름 뒤에 물음표(?)를 명시해야 한다

Type? = Type or null

널이 될 수 있는 타입인 변수에 대해 변수.메소드()처럼 직접 호출할 수 없다
널이 될 수 있는 값을 널이 될 수 없는 타입의 변수에 대입할 수 없다
널이 될 수 있는 타입의 값을 널이 될 수 없는 타입의 파라미터를 받는 함수에 전달할 수 없다

6.1.2 타입의 의미

타입은 분류(classification),
어떤 값들이 가능한지와 그 타입에 대해 수행할 수 있는 연산의 종류를 결정

실행 시점에 널이 될 수 있는/없는 타입의 객체는 같다
널이 될 수 있는 타입은 감싼 래퍼 타입이 아니다
모든 검사는 컴파일 시점에 수행된다

6.1.3 안전한 호출 연산자: ?.

?.
null 검사와 메소드 호출을 한 번의 연산으로 수행한다

6.1.4 엘비스 연산자: ?:

엘비스 연산자( ?: )
이항 연산자로 좌항을 계산한 값이 널인지 검사한다
널이 아니면 좌항 값을, 널이면 우항 값을 결과로 한다

6.1.5 안전한 캐스트: as?

as? 연산자
어떤 값을 지정한 타입으로 캐스트한다
as?는 값을 대상 타입으로 변환할 수 없으면 null을 반환한다

6.1.6 널 아님 단언: !!

널 아님 단언( !! )
어떤 값이든 널이 될 수 없는 타입으로 바꿀 수 있다

6.1.7 let 함수

let 함수
안전한 호출 연산자와 함께 사용하면 원하는 식을 평가해서 결과가 널인지 검사한 다음에 그 결과를 변수에 넣는 작업을 간단한 식을 사용해 한꺼번에 처리할 수 있다

여러 값이 널인지 검사해야 한다면 let 호출을 중첩시킬 수 있지만 코드가 복잡해지기 때문에 if문을 사용하는 편이 낫다

6.1.8 나중에 초기화할 프로퍼티

코틀린의 클래스 안의 널이 될 수 없는 프로퍼티를 생성자 안에서 초기화하지 않고 특별한 메소드 안에서 초기화할 수는 없다
-> 일반적으로 생성자에서 모든 프로퍼티를 초기화해야 한다
lateinit 변경자를 붙이면 프로퍼티를 나중에 초기화할 수 있다
-> 나중에 초기화하는 프로퍼티는 var여야 한다
-> val은 생성자 안에서 반드시 초기화해야하기 때문

6.1.9 널이 될 수 있는 타입 확장

널이 될 수 있는 타입에 대한 확장 함수를 정의하면 null 값을 다루는 강력한 도구로 활용 가능
어떤 메소드를 호출하기 전에 수신 객체 역할을 하는 변수가 널이 될 수 없다고 보장하는 대신, 직접 변수에 대해 메서드를 호출해도 확장 함수인 메서드가 알아서 널을 처리해준다

널이 될 수 있는 타입에 대한 확장을 정의하면 널이 될 수 있는 값에 대해 그 확장 함수를 호출할 수 있다.
자바의 경우 메서드 안의 this는 그 메서드가 호출된 수신 객체를 가리키므로 항상 널이 아니다
그러나 코틀린에서는 널이 될 수 있는 타입의 확장 함수 안에서 this가 널이 될 수 있다
let을 사용할 때 수신 객체가 널이 아닌지 검사하고 싶다면
안전한 호출 연산인 ?. 을 사용해야 한다

6.1.10 타입 파라미터의 널 가능성

코틀린에서는 함수나 클래스의 모든 타입 파라미터는 기본적으로 널이 될 수 있다
널이 될 수 있는 타입을 포함하는 어떤 타입이라도 타입 파라미터를 대신할 수 있다
-> 타입 파라미터 T를 클래스나 함수 안에서 타입 이름으로 사용하면 이름 끝에 물음표가 없더라도 T가 널이 될 수 있는 타입이다

// 널이 될 수 있는 타입 파라미터 다루기
fun <T> printHashCode(t: T) {
	println(t?.hashCode()) // "t"가 null이 될 수 있으므로 안전한 호출 써야함
}
>>> printHashCode(null) // "T"의 타입은 "Any?"로 추론된다
null

// 타입 파라미터에 대해 널이 될 수 없는 상한을 사용하기
fun <T: Any> printHashCode(t: T) { // 이제 "T"는 널이 될 수 없는 타입
	println(t.hashCode())
}
>>> printHashCode(null) // 널이 될 수 없는 타입의 파라미터에 널을 넘길 수 없다
Error: Type parameter bound for `T` is not satisfied
>>> printHashCode(42)
42

6.1.11 널 가능성과 자바

6.2 코틀린의 원시 타입

Int, Boolean, Any 등의 원시 타입에 대해 살펴본다
코틀린은 원시 타입과 래퍼 타입을 구분하지 않는다

6.2.1 원시 타입: Int, Boolean 등

원시 타입의 변수(int 등)에는 그 값이 직접 들어간다
참조 타입의 변수(String 등)에는 메모리상의 객체 위치가 들어간다
자바는 참조 타입이 필요한 경우 특별한 래퍼 타입으로 원시 타입 값을 감싸서 사용한다
코틀린은 원시 타입과 래퍼 타입을 구분하지 않으므로 항상 같은 타입을 사용한다

즉, 자바처럼 Integer와 int로 구분되지 않고 Int 하나만 존재한다
코틀린의 타입은 컴파일 시 자바의 primitive 또는 wrapper 타입으로 자동 변환된다

6.2.2 널이 될 수 있는 타입: Int?, Boolean? 등

null 참조를 자바의 참조 타입의 변수에만 대입할 수 있기 떄문에 널이 될 수 있는 코틀린 타입은 자바 원시 타입으로 표현할 수없다
-> 코틀린에서 널이 될 수 있는 원시 타입을 사용하면 그 타입은 자바의 래퍼 타입으로 컴파일된다

/* 코틀린 null이 될 수 있는 Int? 타입 */
val price: Int? = null

/* 자바로 변환된 형태 */
Integer price = (Integer)null;

6.2.3 숫자 변환

코틀린은 한 타입의 숫자를 다른 타입의 숫자로 자동 변환하지 않는다
-> 결과 타입이 허용하는 숫자의 범위가 원래 타입의 범위보다 넓은 경우조차도 자동 변환은 불가능하다
-> 직접 변환 메소드를 호출해야 한다
코드에서 동시에 여러 숫자 타입을 사용하려면 예상치 못한 동작을 피하기 위해 각 변수를 명시적으로 변환해야 한다
숫자 리터럴을 사용할 때는 보통 변환 함수를 호출할 필요가 없다
ex) 42L or 42.0f

6.2.4 Any, Any?: 최상위 타입

코틀린에서는 Any 타입이 모든 널이 될 수 없는 타입의 조상 타입이다
원시 타입 값을 Any 타입의 변수에 대입하면 자동으로 값을 객체로 감싼다

val answer: Any = 42 <- Any가 참조 타입이기 때문에 42가 박싱된다

박싱이란 원시타입->래퍼타입으로 변환하는 것,
언박싱이란 래퍼타입->원시타입으로 변환하는 것을 의미

Any가 널이 될 수 없음에 유의
-> 널 포함 모든 값을 대입할 변수를 선언하려면 Any? 타입 사용

6.2.5 Unit 타입: 코틀린의 void

코틀린 Unit 타입은 자바 void와 같은 기능을 한다
반환 타입 선언 없이 정의한 블록이 본문인 함수와 같다

fun f(): Unit { }
fun f() { }

Unit과 void의 차이점은
- Unit은 모든 기능을 갖는 일반적인 타입, void와 달리 타입 인자로 쓸 수 있다
- Unit 타입에 속한 값은 단 하나뿐이며, 이름도 Unit이다
- Unit 타입의 함수는 Unit 값을 묵시적으로 반환한다
제네릭 파라미터를 반환하는 함수를 오버라이드하면서 반환 타입으로 Unit을 쓸 때 유용하다

interface Processor<T> {
	fun process(): T
}

class NoResultProcessor : Processor<Unit> { // Unit을 반환하지만 타입을 지정할 필요는 없다.
	override fun process() {
	// do stuff
	} //여기서 따로 return을 명시할 필요가 없다.
}

------------------ Unit의 쉬운 이해 ---------------------

/* Unit 반환 타입 명시 */
fun init() : Unit { ... }

/* Unit 반환 타입 생략 */
fun init() { ... }

/* Unit 타입을 인자로 사용 */
class NoResultProcessor : Processor<Unit> {
   override fun process() { //Unit을 반환하지만 반환 타입을 생략해도 됌
      ...
   }
}

6.2.6 Nothing 타입: 이 함수는 결코 정상적으로 끝나지 않는다

코틀린에는 반환 값이라는 개념 자체가 의미 없는 함수가 일부 존재
Nothing 타입은 아무 값도 포함하지 않는다
Nothing은 함수의 반환 타입이나 반환 타입으로 쓰일 타입 파라미터로만 쓸 수 있다
-> 그 외의 다른 용도로 사용하는 경우 Nothing 타입의 변수를 선언하더라도 그 변수에 아무 값도 저장할 수 없으므로 의미 없다

Nothing type은 이 함수가 정상적으로 끝나지 않는다는 걸 명시적으로 표현하는 타입
예를 들면,
함수 중간에 throw 시키도록 한다면 해당 함수는
정상적으로 끝나지 않는 함수가 되겠죠?
이런 함수의 반환 type을 Nothing으로 하면
컴파일러가 정상 종료되지 않는 함수임을 미리 알 수가 있습니다
Nothing 함수는 엘비스 연산자의 우항에 사용해서 전제 조건을 검사하는 데에 주로 사용됩니다.

6.3 컬렉션과 배열

6.3.1 널 가능성과 컬렉션

타입 인자로 쓰인 타입에도 ?를 붙이면 널을 저장할 수 있다

경우에 따라 널이 될 수 있는 값으로 이뤄진 널이 될 수 있는 리스트를 정의해야 할 수도 있다
-> List<Int?>?로 표현
-> 이런 리스트를 처리할 때는 변수에 대해 널 검사 수행 후 리스트에 속한 모든 원소에 대해 널 검사 수행해야 한다
널이 될 수 있는 값으로 이뤄진 컬렉션으로 널 값을 걸러낼 때
-> filterNotNull 함수 사용
-> 컬렉션 안에 널이 들어있지 않음을 보장해주므로
List<Int>으로 사용 가능

6.3.2 읽기 전용과 변경 가능한 컬렉션

가능한 항상 읽기 전용 인터페이스를 사용하는 것을 일반적인 규칙으로 삼자
읽기 전용 컬렉션이 항상 스레드 안전 하지는 않다

6.3.3 코틀린 컬렉션과 자바

변경 가능한 인터페이스는 자신과 대응하는 읽기 전용 인터페이스를 확장(상속)한다

컬렉션 타입	읽기 전용 타입	변경 가능 타입
List	listOf	mutableListOf, arrayListOf
Set	setOf	mutablesetOf, hashSetOf, linkedSetOf, sortedSetOf
List	mapOf	mutableMapOf, hashMapOf, linkedMapOf, sortedMapOf

코틀린 컴파일러는 자바 코드가 컬렉션에 대해 어떤 일을 하는지 완전히 분석할 수 없다

6.3.4 컬렉션을 플랫폼 타입으로 다루기

6.3.5 객체의 배열과 원시 타입의 배열

코틀린 배열은 타입 파라미터를 받는 클래스
-> 배열의 원소 타입은 타입 파라미터에 의해 정해진다

코틀린에서 배열을 만드는 방법

arrayOf 함수에 원소를 넘기면 배열을 만들 수 있다

arrayOfNulls 함수에 정수 값을 인자로 넘기면 모든 원소가 null이고 인자로 넘긴 값과 크기가 같은 배열을 만들 수 있다
물론 원소 타입이 널이 될 수 있는 타입인 경우에만 이 함수를 쓸 수 있다

Array 생성자는 배열 크기와 람다를 인자로 받아서 람다를 호출해서 각 배열 원소를 초기화해준다
arrayOf를 쓰지 않고 각 원소가 널이 아닌 배열을 만들어야 하는 경우 이 생성자를 사용한다

toTypedArray
데이터가 이미 컬렉션에 들어 있다면 컬렉션을 배열로 변환시켜준다

// 컬렉션을 vararg 메소드에게 넘기기
>>> val strings = listOf("a", "b", "c")

// vararg 인자를 넘기기 위해 스프레드 연사자를 사용
>>> println("$s/$s/$s".format(*strings.toTypedArray())
a/b/c

다른 제네릭 타입에서처럼 배열 타입의 타입 인자도 항상 객체 타입이 된다
코틀린은 원시 타입의 배열을 표현하는 별도 클래스(IntArray , ByteArray , CharArray , BooleanArray등)를 각 원시 타입마다 하나씩 제공한다

원시 타입의 배열을 만드는 방법

각 배열 타입의 생성자는 size 인자를 받아서 해당 원시 타입의 디폴트 값(보통은 0)으로 초기화된 size 크기의 배열을 반환한다

팩토리 함수는 여러 값을 가변 인자로 받아서 그런 값이 들어간 배열을 반환한다

크기와 람다를 인자로 받는 생성자를 사용한다

📌참고자료

원시 타입, Unit 등등의 설명

Sdoubleu

개발자희망자

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Kotlin in Action

6장에서 다루는 내용

6.1 널 가능성

6.1.1 널이 될 수 있는 타입

6.1.2 타입의 의미

6.1.3 안전한 호출 연산자: ?.

6.1.4 엘비스 연산자: ?:

6.1.5 안전한 캐스트: as?

6.1.6 널 아님 단언: !!

6.1.7 let 함수

6.1.8 나중에 초기화할 프로퍼티

6.1.9 널이 될 수 있는 타입 확장

6.1.10 타입 파라미터의 널 가능성

6.1.11 널 가능성과 자바

6.2 코틀린의 원시 타입

6.2.1 원시 타입: Int, Boolean 등

6.2.2 널이 될 수 있는 타입: Int?, Boolean? 등

6.2.3 숫자 변환

6.2.4 Any, Any?: 최상위 타입

6.2.5 Unit 타입: 코틀린의 void

6.2.6 Nothing 타입: 이 함수는 결코 정상적으로 끝나지 않는다

6.3 컬렉션과 배열

6.3.1 널 가능성과 컬렉션

6.3.2 읽기 전용과 변경 가능한 컬렉션

6.3.3 코틀린 컬렉션과 자바

6.3.4 컬렉션을 플랫폼 타입으로 다루기

6.3.5 객체의 배열과 원시 타입의 배열

📌참고자료

[Kotlin in Action] 5장 람다로 프로그래밍

[Kotlin in Action] 7장 연산자 오버로딩과 기타 관례

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