Swift 공식 문서 정리 - 서브 스크립트 (Subscripts)

안녕하세요. 오늘은 Swift의 '서브스크립트(Subscripts)'에 대해 알아보겠습니다. 배열이나 딕셔너리 같은 컬렉션 요소에 접근할 때 많이 사용하는 기능인데요, 실제로 이 기능을 직접 구현하는 방법에 대해 자세히 살펴보겠습니다.

📌 서브스크립트란?

서브스크립트는 클래스, 구조체, 열거형에서 컬렉션, 리스트, 시퀀스의 요소에 간편하게 접근할 수 있게 해주는 특별한 기능입니다. 배열에서 array[index]나 딕셔너리에서 dictionary[key]처럼 대괄호를 사용해 요소에 접근하는 것이 바로 서브스크립트를 사용하는 예입니다.

서브스크립트(Subscript): 별도의 메서드 없이 인덱스나 키를 통해 컬렉션의 요소에 접근할 수 있게 해주는 특별한 문법

📌 서브스크립트 구문 (Subscript Syntax)

서브스크립트를 정의하는 문법은 다음과 같습니다:

subscript(index: Int) -> Int {
    get {
        // 적절한 값을 반환
    }
    set(newValue) {
        // 적절한 설정 작업 수행
    }
}

서브스크립트는 읽기 전용(read-only)으로 만들 수도 있습니다:

subscript(index: Int) -> Int {
    // 적절한 값을 반환
}

getter와 setter: 계산 프로퍼티와 마찬가지로 서브스크립트도 getter와 setter를 가질 수 있으며, 읽기 전용 서브스크립트는 get 블록을 생략할 수 있습니다.

실제 예제: 곱셈 테이블

다음은 정수의 n배 테이블을 구현하는 간단한 예제입니다:

struct TimesTable {
    let multiplier: Int
    subscript(index: Int) -> Int {
        return multiplier * index
    }
}

let threeTimesTable = TimesTable(multiplier: 3)
print("six times three is \(threeTimesTable[6])")
// 출력: "six times three is 18"

이 예제에서 threeTimesTable[6]은 3의 6배인 18을 반환합니다. 서브스크립트를 통해 배수 테이블의 값을 간단하게 조회할 수 있습니다.

읽기 전용 서브스크립트: 위 예제의 서브스크립트는 값을 반환만 하고 설정은 할 수 없는 읽기 전용 서브스크립트입니다.

📌 서브스크립트 사용 (Subscript Usage)

서브스크립트는 컨텍스트에 따라 다양하게 사용될 수 있습니다. Swift의 표준 라이브러리에서는 배열과 딕셔너리가 서브스크립트를 활용하는 대표적인 예입니다.

var numberOfLegs = ["spider": 8, "ant": 6, "cat": 4]
numberOfLegs["bird"] = 2  // 딕셔너리에 새 키-값 쌍 추가

이 예제에서는 딕셔너리의 서브스크립트를 사용하여 새로운 키-값 쌍("bird": 2)을 추가하고 있습니다.

Dictionary 서브스크립트: Swift의 Dictionary 타입은 옵셔널 값을 반환하는 서브스크립트를 구현합니다. 이는 모든 키에 값이 있지 않을 수 있음을 표현하기 위함입니다.

📌 서브스크립트 옵션 (Subscript Options)

서브스크립트는 여러 가지 방식으로 확장 가능합니다:

1. 여러 파라미터 사용: 서브스크립트는 여러 개의 파라미터를 가질 수 있습니다.
2. 다양한 타입: 파라미터와 반환 값은 어떤 타입도 가능합니다.
3. 가변 파라미터와 기본값: 함수처럼 가변 파라미터와 기본값을 지원합니다.
4. 오버로딩: 같은 타입에 여러 서브스크립트를 정의할 수 있습니다.

다중 파라미터 서브스크립트 예제: 행렬

다음 예제는 2차원 행렬을 표현하는 구조체에서 두 개의 파라미터를 가진 서브스크립트를 구현합니다:

struct Matrix {
    let rows: Int, columns: Int
    var grid: [Double]
    
    init(rows: Int, columns: Int) {
        self.rows = rows
        self.columns = columns
        grid = Array(repeating: 0.0, count: rows * columns)
    }
    
    func indexIsValid(row: Int, column: Int) -> Bool {
        return row >= 0 && row < rows && column >= 0 && column < columns
    }
    
    subscript(row: Int, column: Int) -> Double {
        get {
            assert(indexIsValid(row: row, column: column), "인덱스가 범위를 벗어났습니다")
            return grid[(row * columns) + column]
        }
        set {
            assert(indexIsValid(row: row, column: column), "인덱스가 범위를 벗어났습니다")
            grid[(row * columns) + column] = newValue
        }
    }
}

행렬 요소에 접근하고 설정하는 방법:

var matrix = Matrix(rows: 2, columns: 2)
matrix[0, 1] = 1.5  // 첫 번째 행, 두 번째 열에 1.5 설정
matrix[1, 0] = 3.2  // 두 번째 행, 첫 번째 열에 3.2 설정

다중 파라미터 서브스크립트: 2차원 이상의 데이터 구조에 접근할 때 유용합니다.

assert: 잘못된 인덱스 접근을 방지하기 위해 사용하는 디버깅 도구입니다.

📌 타입 서브스크립트 (Type Subscripts)

지금까지 본 서브스크립트는 모두 인스턴스 서브스크립트였습니다. Swift는 타입 자체에서 호출할 수 있는 타입 서브스크립트도 지원합니다.

enum Planet: Int {
    case mercury = 1, venus, earth, mars, jupiter, saturn, uranus, neptune
    
    static subscript(n: Int) -> Planet {
        return Planet(rawValue: n)!
    }
}

let mars = Planet[4]  // mars는 Planet.mars
print(mars)  // mars

타입 서브스크립트는 subscript 키워드 앞에 static 키워드(구조체와 열거형) 또는 class 키워드(클래스)를 붙여 정의합니다.

타입 서브스크립트(Type Subscript): 인스턴스가 아닌 타입 자체에서 호출되는 서브스크립트입니다.

static vs class: static은 오버라이딩을 허용하지 않지만, 클래스에서 class 키워드를 사용하면 하위 클래스에서 서브스크립트를 오버라이딩할 수 있습니다.

📌 서브스크립트의 활용

서브스크립트는 다음과 같은 상황에서 특히 유용합니다:

1. 커스텀 컬렉션 타입 구현: 자신만의 컬렉션 타입을 만들 때 요소 접근 방법을 직관적으로 제공
2. 복잡한 데이터 구조 접근: 다차원 배열, 행렬 등에 간편하게 접근
3. 특수 인덱싱 구현: 표준 인덱싱 방식이 아닌 특별한 방식의 인덱싱 제공
4. 계산 기반 요소 접근: 실제 저장된 값이 아닌 계산된 값을 반환하는 서브스크립트 구현

📌 정리

서브스크립트는 Swift에서 컬렉션 요소에 직관적으로 접근할 수 있게 해주는 강력한 기능입니다. 배열이나 딕셔너리와 같은 표준 컬렉션 타입에서 자주 사용되며, 사용자 정의 타입에도 이 기능을 추가할 수 있습니다.

서브스크립트를 사용하면:

• 대괄호 구문으로 요소에 접근 가능
• 여러 파라미터를 지원하는 다차원 접근 가능
• 읽기 전용 또는 읽기-쓰기 가능한 접근 방식 구현 가능
• 인스턴스 수준 및 타입 수준에서 구현 가능

이러한 유연성 덕분에 서브스크립트는 Swift에서 컬렉션과 시퀀스를 다룰 때 코드의 가독성과 표현력을 크게 향상시킵니다.