Swift 공식 문서 정리 - 컬렉션 타입 (Collection Types)

안녕하세요. 이번에는 Swift 컬렉션 타입에 대해 자세히 알아보겠습니다. Swift는 데이터를 효율적으로 저장하고 관리하기 위한 세 가지 주요 컬렉션 타입을 제공합니다: 배열(Array), 집합(Set), 딕셔너리(Dictionary). 각 타입의 특성과 사용법을 예제와 함께 살펴보겠습니다.

📌 컬렉션 타입 개요

Swift에서 제공하는 세 가지 주요 컬렉션 타입은 다음과 같습니다:

• 배열(Array): 순서가 있는 값의 컬렉션
• 집합(Set): 순서가 없고 고유한 값만 포함하는 컬렉션
• 딕셔너리(Dictionary): 키-값 쌍으로 이루어진 순서가 없는 컬렉션

Swift의 컬렉션 타입은 저장할 수 있는 값의 타입과 키에 대해 항상 명확합니다. 이는 실수로 컬렉션에 잘못된 타입의 값을 추가할 수 없다는 의미입니다.

컬렉션 타입(Collection Types): 여러 값을 하나의 단위로 저장하고 관리하는 데이터 구조

컬렉션의 가변성

컬렉션은 변수(var)에 할당하면 변경 가능하고, 상수(let)에 할당하면 변경 불가능합니다:

// 변경 가능한 배열
var mutableArray = [1, 2, 3]
mutableArray.append(4)  // [1, 2, 3, 4]

// 변경 불가능한 배열
let immutableArray = [1, 2, 3]
// immutableArray.append(4)  // 컴파일 오류!

가변성(Mutability): 객체가 생성된 후 내용을 변경할 수 있는지 여부를 나타내는 특성

📌 배열 (Arrays)

배열은 같은 타입의 값을 순서대로 저장하는 컬렉션입니다. 동일한 값이 배열 내에서 여러 위치에 나타날 수 있습니다.

배열 타입 구문

Swift 배열은 두 가지 방식으로 표현할 수 있습니다:

• 전체 형식: Array
• 축약 형식: [Element] (주로 사용됨)

빈 배열 생성

// 타입 명시와 함께 빈 배열 리터럴 사용
var someInts: [Int] = []

// 초기화 구문 사용
var someInts = [Int]()

배열 리터럴(Array Literal): 대괄호([])로 둘러싸인 쉼표로 구분된 값 목록으로, 배열을 초기화하는 방법

기본값으로 배열 생성

// 0.0이 3번 반복되는 배열 생성
var threeDoubles = Array(repeating: 0.0, count: 3)
// [0.0, 0.0, 0.0]

두 배열 합치기

let firstArray = [1, 2, 3]
let secondArray = [4, 5, 6]
let combinedArray = firstArray + secondArray
// [1, 2, 3, 4, 5, 6]

배열 리터럴로 배열 생성

var shoppingList: [String] = ["Eggs", "Milk"]
// 타입 추론을 사용한 더 간단한 방법
var shoppingList = ["Eggs", "Milk"]

배열 접근 및 수정

// 배열의 요소 수 확인
print("The shopping list contains \(shoppingList.count) items.")

// 배열이 비어있는지 확인
if shoppingList.isEmpty {
    print("The shopping list is empty.")
}

// 배열에 요소 추가
shoppingList.append("Flour")
shoppingList += ["Baking Powder"]
shoppingList += ["Chocolate", "Cheese", "Butter"]

// 서브스크립트로 요소 접근
var firstItem = shoppingList[0]  // "Eggs"

// 서브스크립트로 요소 변경
shoppingList[0] = "Six eggs"

// 범위로 여러 요소 변경
shoppingList[4...6] = ["Bananas", "Apples"]

// 특정 위치에 요소 삽입
shoppingList.insert("Maple Syrup", at: 0)

// 요소 삭제
let mapleSyrup = shoppingList.remove(at: 0)

// 마지막 요소 삭제
let apples = shoppingList.removeLast()

서브스크립트(Subscript): 배열의 특정 위치에 있는 요소에 접근하기 위해 배열 이름 뒤에 대괄호 안에 인덱스를 지정하는 문법

인덱스(Index): 배열 내 요소의 위치를 나타내는 정수값으로, Swift에서는 0부터 시작

배열 반복

// 모든 요소 순회
for item in shoppingList {
    print(item)
}

// 인덱스와 값 함께 순회
for (index, value) in shoppingList.enumerated() {
    print("Item \(index + 1): \(value)")
}

enumerated(): 배열의 각 요소에 대해 (인덱스, 값) 쌍을 튜플로 반환하는 메서드

📌 집합 (Sets)

집합은 순서가 없고 고유한 값만 저장하는 컬렉션입니다. 항목의 순서가 중요하지 않거나 중복을 허용하지 않아야 할 때 사용합니다.

집합 타입 구문

집합은 Set 형식으로 선언합니다(축약형은 없음).

해시 가능한 타입

집합에 저장되는 타입은 반드시 Hashable 프로토콜을 준수해야 합니다. Swift의 기본 타입(String, Int, Double, Bool)은 모두 해시 가능합니다.

해시 가능(Hashable): 값을 고유한 정수 해시값으로 변환할 수 있는 타입의 특성

해시값(Hash Value): 데이터를 고정 길이의 값으로 변환한 결과로, 집합이나 딕셔너리에서 값을 빠르게 찾는 데 사용

빈 집합 생성

var letters = Set<Character>()

배열 리터럴로 집합 생성

var favoriteGenres: Set<String> = ["Rock", "Classical", "Hip hop"]
// 타입 명시가 있으면 간단히 작성 가능
var favoriteGenres: Set = ["Rock", "Classical", "Hip hop"]

집합 접근 및 수정

// 집합의 요소 수 확인
print("I have \(favoriteGenres.count) favorite music genres.")

// 집합이 비어있는지 확인
if favoriteGenres.isEmpty {
    print("I have no favorite music genres.")
}

// 집합에 요소 추가
favoriteGenres.insert("Jazz")

// 집합에서 요소 제거
if let removedGenre = favoriteGenres.remove("Rock") {
    print("\(removedGenre) has been removed.")
}

// 집합에 특정 요소가 포함되어 있는지 확인
if favoriteGenres.contains("Funk") {
    print("I like Funk.")
}

집합 반복

// 요소 순회 (순서는 보장되지 않음)
for genre in favoriteGenres {
    print("\(genre)")
}

// 정렬된 순서로 순회
for genre in favoriteGenres.sorted() {
    print("\(genre)")
}

집합 연산

집합은 수학의 집합 이론과 동일한 연산을 제공합니다:

let oddDigits: Set = [1, 3, 5, 7, 9]
let evenDigits: Set = [0, 2, 4, 6, 8]
let primeDigits: Set = [2, 3, 5, 7]

// 합집합: 두 집합의 모든 값을 포함
oddDigits.union(evenDigits)  // [0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9]

// 교집합: 두 집합에 공통으로 포함된 값만 포함
oddDigits.intersection(primeDigits)  // [3, 5, 7]

// 차집합: 다른 집합에 포함되지 않은 값만 포함
oddDigits.subtracting(primeDigits)  // [1, 9]

// 대칭 차집합: 한쪽 집합에만 있는 값을 포함
oddDigits.symmetricDifference(primeDigits)  // [1, 2, 9]

합집합(Union): 두 집합의 모든 요소를 포함하는 새 집합

교집합(Intersection): 두 집합에 공통으로 포함된 요소만 포함하는 새 집합

차집합(Subtraction): 한 집합에서 다른 집합에 포함된 요소를 제외한 새 집합

대칭차집합(Symmetric Difference): 두 집합 중 한쪽에만 있는 요소를 포함하는 새 집합

집합 관계 연산

let houseAnimals: Set = ["🐶", "🐱"]
let farmAnimals: Set = ["🐮", "🐔", "🐑", "🐶", "🐱"]
let cityAnimals: Set = ["🐦", "🐭"]

// 부분집합 여부 확인
houseAnimals.isSubset(of: farmAnimals)  // true

// 상위집합 여부 확인
farmAnimals.isSuperset(of: houseAnimals)  // true

// 서로소 여부 확인 (공통 요소가 없는지)
farmAnimals.isDisjoint(with: cityAnimals)  // true

부분집합(Subset): 한 집합의 모든 요소가 다른 집합에 포함되는 관계

상위집합(Superset): 한 집합이 다른 집합의 모든 요소를 포함하는 관계

서로소 집합(Disjoint Sets): 공통 요소가 없는 두 집합의 관계

📌 딕셔너리 (Dictionaries)

딕셔너리는 키-값 쌍을 저장하는 컬렉션으로, 각 값은 고유한 키와 연결됩니다. 키를 사용하여 값을 빠르게 찾을 수 있습니다.

딕셔너리 타입 구문

Swift 딕셔너리는 두 가지 방식으로 표현할 수 있습니다:

• 전체 형식: Dictionary<Key, Value>
• 축약 형식: [Key: Value] (주로 사용됨)

해시 가능한 키

딕셔너리의 키 타입은 반드시 Hashable 프로토콜을 준수해야 합니다.

빈 딕셔너리 생성

// 타입을 명시하여 빈 딕셔너리 생성
var namesOfIntegers = [Int: String]()

// 타입이 이미 명시된 경우 간단한 방법
namesOfIntegers = [:]

딕셔너리 리터럴로 딕셔너리 생성

var airports: [String: String] = ["YYZ": "Toronto Pearson", "DUB": "Dublin"]
// 타입 추론 사용
var airports = ["YYZ": "Toronto Pearson", "DUB": "Dublin"]

딕셔너리 리터럴(Dictionary Literal): 대괄호([]) 안에 콜론(:)으로 구분된 키-값 쌍들로, 딕셔너리를 초기화하는 방법

딕셔너리 접근 및 수정

// 딕셔너리의 항목 수 확인
print("The airports dictionary contains \(airports.count) items.")

// 딕셔너리가 비어있는지 확인
if airports.isEmpty {
    print("The airports dictionary is empty.")
}

// 딕셔너리에 항목 추가
airports["LHR"] = "London"

// 딕셔너리의 값 변경
airports["LHR"] = "London Heathrow"

// updateValue 메서드로 값 업데이트 (이전 값 반환)
if let oldValue = airports.updateValue("Dublin Airport", forKey: "DUB") {
    print("The old value was \(oldValue).")
}

// 딕셔너리에서 값 가져오기
if let airportName = airports["DUB"] {
    print("The name of the airport is \(airportName).")
} else {
    print("That airport is not in the airports dictionary.")
}

// 딕셔너리에서 항목 제거 (nil 할당)
airports["APL"] = "Apple International"
airports["APL"] = nil  // 제거됨

// removeValue 메서드로 항목 제거 (제거된 값 반환)
if let removedValue = airports.removeValue(forKey: "DUB") {
    print("The removed airport's name is \(removedValue).")
}

키-값 쌍(Key-Value Pair): 딕셔너리에서 값에 접근하는 데 사용되는 고유 식별자(키)와 그에 연결된 데이터(값)의 조합

딕셔너리 반복

// 키-값 쌍 순회
for (airportCode, airportName) in airports {
    print("\(airportCode): \(airportName)")
}

// 키만 순회
for airportCode in airports.keys {
    print("Airport code: \(airportCode)")
}

// 값만 순회
for airportName in airports.values {
    print("Airport name: \(airportName)")
}

// 키나 값을 배열로 변환
let airportCodes = [String](airports.keys)
let airportNames = [String](airports.values)

// 정렬된 순서로 순회
for airportCode in airports.keys.sorted() {
    print("Airport code: \(airportCode)")
}

keys: 딕셔너리의 모든 키를 포함하는 컬렉션에 접근하는 프로퍼티

values: 딕셔너리의 모든 값을 포함하는 컬렉션에 접근하는 프로퍼티

📌 정리

Swift의 세 가지 주요 컬렉션 타입은 각각 다른 상황에서 유용하게 사용됩니다:

• 배열(Array): 순서가 중요하거나 동일한 항목이 여러 번 나타날 수 있을 때 사용
• 집합(Set): 중복 없이 고유한 값만 필요하고 순서가 중요하지 않을 때 사용
• 딕셔너리(Dictionary): 키를 기반으로 값을 빠르게 검색해야 할 때 사용

각 컬렉션 타입은 타입 안전성을 보장하므로, 항상 정의된 타입의 값만 저장하고 검색할 수 있습니다. 이는 Swift 코드의 안정성과 예측 가능성을 높이는 데 큰 도움이 됩니다.