[swift] 입문자를 위한 Generic에 대한 기초 개념

Generic에 관하여

제네릭에 대해 알아보자

제네릭이라는 단어를 듣고 여러 타입을 가리키는 타입변수 라는 정의만 알고있고 실제로 제네릭을 쓰기만 하고
구현해보지 않아
익숙하지 않은 부분이 존재하는 것 같아서 직접 함수를 구현해보면서 온전하게 이해해 보도록 하겠습니다.
설명은 애플 공식문서에 잘 나와있기 때문에 참고하였습니다.
문서 보러가기

제네릭이 왜 필요하게 되었지

편리한 것들은 과거에 어려움이 있었기 때문에 그 문제를 해결하기 위해서 생겨나겟 되었습니다.
제레릭이 어떤 문제들을 해결하기 위해 생겨났는지 살펴보겠습니다.
아래의 코드를 한번 살펴보시죠.

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

var someInt = 3
var anotherInt = 107
swapTwoInts(&someInt, &anotherInt)
// someInt : 107, anotherInt : 3"

쉬운 예제네요. 두 변수의 주소값을 입력 해주면 두 변수의 값이 서로 바뀌어 있습니다.
이 함수를 잘 쓰고 있다가, Double형이나 String 형도 변환할 일이 생기면 다음과 같이 추가로 구현해 주어야합니다.

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
}

와… 그러면 같은 기능에 변수의 타입이 다를 경우 전부 다 구현해주어야 하는걸꺼요? 그래서 생긴 개념이 이 제네릭입니다.
그럼 어떻게 사용하고 그 형태는 어떤지 살펴보겠습니다.

어떻게 생겼지?

제네릭을 이용해 위의 문제를 해결한 함수는 아래와 같이 생겼습니다.

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

거의 똑같죠 다만 저 가 함수를 정의할 때 붙이는 것을 제외하면. 저 T는 placeholder 입니다. 실제 있는 타입인지는
체크하지 않고, T라고 명시 되어있는 부분만 제네릭 타입을 적용해주죠.

제네릭 타입

우리가 Array, Dictionary에 어느 타입의 데이터든 넣을 수 있는 것 처럼 제네릭 타입도 사용될 수 있습니다.
코드를 통해 예를 살펴보게습니다.

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

var stack = IntStack()
stack.push(3)
stack.push(5)
print(stack.items)
// [3, 5]

IntStack 이라는 스트럭트는 Int를 하나 받아서 push 하거나 pull 할 수 있습니다.
이러면 위에서 생겼던 문제와 같은 문제들이 생길 수 있습니다. String을 넣거나, Double할 때마다 새로 구현을 해주어야 하기 때문이죠.
그렇다면? 제네릭을 쓰면 해결될 것 같은데, 어떻게 쓸 수 있을지 알아보겠습니다.

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

var stack = Stack<Int>()
stack.push(4)
stack.push(7)
print(stack.items)

그럼 항상 모든 타입이 올 수 있단 말인가요?

그렇지 않습니다 당연히 타입의 제약을 둘 수 있습니다. 특정 클래스의 하위 클래스여야 한다는 제약과
프로토콜을 준수하여야 한다는 제약을 걸 수 있습니다.

아래의 코드를 예들들어 보겠습니다.

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

String 배열과 찾을 문자열을 입력하면, 해당 문자열의 인덱스를 반환 해주는 함수입니다. 위의 예제랑 마찬가지로
Int 배열이 있고, 찾을 Int를 넣으면 그 인덱스를 반환해주는 함수가 필요해졌다면 어떻게 해야할까요?
위의 예제와 마찬가지로 Generic을 이용해 구현해 보겠습니다.

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

위의 코드처럼 바꾸면, Binary operator '==' cannot be applied to two 'T' operands 이라는 에러메세지를 마주하게 됩니다.
모든 타입의 동치비교를 ==연산자로 할 수 있지 않기 때문이죠. 그렇기 때문에 ==를 이용해서 같음을 비교할 수 있는 타입만 받으려합니다.
즉 제약을 걸어주는 것이지요.

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

위와 같이 Equatable을 채택해서 제약을 걸어주면 동치 비교를 할 수 있습니다.

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