Swift 공식 문서 정리 - 구조체와 클래스 (Structures and Classes)

안녕하세요. 이번 포스트에서는 구조체(Structures)와 클래스(Classes)에 대해 알아보겠습니다. 객체 지향 프로그래밍의 기본이 되는 이 개념들은 Swift에서 어떻게 구현되는지, 어떤 특징이 있는지 함께 살펴봅시다.

📌 구조체와 클래스란?

구조체와 클래스는 프로그램 코드의 구성 요소가 되는 범용적이고 유연한 구조입니다. 두 구조 모두 데이터를 캡슐화하고 기능을 제공하는 사용자 정의 타입을 모델링하는 데 사용됩니다.

캡슐화(Encapsulation): 관련된 데이터와 기능을 하나의 단위로 묶는 프로그래밍 기법

Swift에서는 다른 언어와 달리 구조체와 클래스를 정의할 때 별도의 인터페이스 파일과 구현 파일을 만들 필요가 없습니다. 단일 파일에 모든 정의가 이루어집니다.

📌 구조체와 클래스의 공통점

Swift에서 구조체와 클래스는 많은 공통 기능을 제공합니다:

1. 프로퍼티(Properties): 값을 저장할 수 있음
2. 메서드(Methods): 기능을 제공하는 함수 정의 가능
3. 서브스크립트(Subscripts): 값에 접근하는 간편한 구문 제공
4. 초기화(Initialization): 초기 상태를 설정하는 초기화 구문 제공
5. 확장(Extensions): 기본 기능 확장 가능
6. 프로토콜(Protocols): 특정 기능 준수 가능

📌 클래스만의 추가 기능

클래스는 구조체보다 더 많은 기능을 제공합니다:

1. 상속(Inheritance): 다른 클래스의 특성을 상속 가능
2. 타입 캐스팅(Type Casting): 런타임에 클래스 인스턴스 타입 확인 및 해석 가능
3. 초기화 해제(Deinitializers): 인스턴스가 메모리에서 해제될 때 정리 작업 수행 가능
4. 참조 카운팅(Reference Counting): 여러 참조를 통해 하나의 인스턴스 공유 가능

상속: 한 클래스가 다른 클래스의 특성을 물려받는 객체 지향 프로그래밍의 핵심 기능

📌 정의 구문

구조체와 클래스는 유사한 구문으로 정의합니다:

// 구조체 정의
struct Resolution {
    var width = 0
    var height = 0
}

// 클래스 정의
class VideoMode {
    var resolution = Resolution()
    var interlaced = false
    var frameRate = 0.0
    var name: String?
}

저장 프로퍼티(Stored Properties): 구조체나 클래스의 일부로 저장되는 상수나 변수

📌 인스턴스 생성

구조체와 클래스의 인스턴스는 유사한 방식으로 생성합니다:

// 구조체 인스턴스 생성
let someResolution = Resolution()

// 클래스 인스턴스 생성
let someVideoMode = VideoMode()

인스턴스(Instance): 구조체나 클래스 정의를 기반으로 생성된 실제 객체

📌 프로퍼티 접근

인스턴스의 프로퍼티에는 점 구문(dot syntax)을 사용하여 접근합니다:

// 프로퍼티 접근
print("The width of someResolution is \(someResolution.width)")
// "The width of someResolution is 0" 출력

// 중첩된 프로퍼티 접근
print("The width of someVideoMode is \(someVideoMode.resolution.width)")
// "The width of someVideoMode is 0" 출력

// 프로퍼티 값 변경
someVideoMode.resolution.width = 1280

점 구문(Dot Syntax): 인스턴스의 멤버에 접근하기 위한 표기법

📌 구조체의 멤버별 초기화 구문

구조체는 자동으로 멤버별 초기화 구문을 제공합니다:

// 구조체의 멤버별 초기화 구문 사용
let vga = Resolution(width: 640, height: 480)

멤버별 초기화 구문(Memberwise Initializer): 구조체가 자동으로 제공하는 초기화 방법으로, 각 멤버를 개별적으로 초기화할 수 있음

클래스는 이러한 멤버별 초기화 구문을 자동으로 제공하지 않습니다. 클래스에서는 직접 초기화 메서드를 구현해야 합니다.

📌 구조체와 열거형은 값 타입

Swift에서 구조체와 열거형은 값 타입(value type)입니다. 값 타입의 특징:

• 변수나 상수에 할당될 때 복사됨
• 함수에 전달될 때 복사됨

let hd = Resolution(width: 1920, height: 1080)
var cinema = hd  // hd의 복사본이 cinema에 할당됨

// cinema의 width 변경은 hd에 영향을 주지 않음
cinema.width = 2048
print("cinema is now \(cinema.width) pixels wide")  // 2048
print("hd is still \(hd.width) pixels wide")        // 1920

값 타입(Value Type): 할당이나 전달 시 값의 복사본이 생성되는 타입

Swift의 기본 타입(Int, Double, String, Array, Dictionary 등)도 모두 구조체로 구현된 값 타입입니다.

📌 클래스는 참조 타입

클래스는 참조 타입(reference type)입니다. 참조 타입의 특징:

• 변수나 상수에 할당될 때 복사되지 않고 참조됨
• 함수에 전달될 때 복사되지 않고 참조됨

 

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

// tenEighty와 alsoTenEighty는 같은 인스턴스를 참조
let alsoTenEighty = tenEighty
alsoTenEighty.frameRate = 30.0

// 한 참조에서 변경하면 다른 참조에서도 변경이 반영됨
print("The frameRate property of tenEighty is now \(tenEighty.frameRate)")
// "The frameRate property of tenEighty is now 30.0" 출력

참조 타입(Reference Type): 할당이나 전달 시 원본 인스턴스에 대한 참조만 전달되는 타입

📌 식별 연산자

참조 타입에서는 두 변수/상수가 같은 인스턴스를 참조하는지 확인하는 것이 중요합니다. Swift는 이를 위한 식별 연산자를 제공합니다:

• === (동일 인스턴스): 두 참조가 같은 인스턴스를 가리키는지 확인
• !== (동일하지 않은 인스턴스): 두 참조가 다른 인스턴스를 가리키는지 확인

 

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

식별 연산자(Identity Operators): 참조 타입의 인스턴스가 동일한지 확인하는 연산자

주의: ===(동일 인스턴스)와 ==(값이 같음)은 다른 개념입니다!

📌 포인터

Swift에서는 C나 C++의 포인터와 달리, 참조를 일반 상수나 변수처럼 다룹니다. 별표(*)를 사용하거나 주소를 직접 다룰 필요가 없습니다.

필요한 경우 Swift 표준 라이브러리에서 포인터와 버퍼 타입을 제공하지만, 일반적인 개발에서는 클래스 참조를 사용하는 것이 더 안전하고 편리합니다.

포인터(Pointer): 메모리 주소를 직접 참조하는 프로그래밍 개념

📌 구조체와 클래스 중 어떤 것을 선택해야 할까?

Swift에서는 일반적으로 다음 지침을 따르는 것이 좋습니다:

1. 구조체를 기본으로 사용하세요:
   • 간단한 데이터 값을 캡슐화할 때
   • 복사 시 참조보다 복사가 합리적일 때
   • 상속이 필요 없을 때
2. 클래스를 사용해야 하는 경우:
   • 상속이 필요할 때
   • 참조 타입이 필요할 때
   • 인스턴스의 수명 주기를 관리해야 할 때

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