[Swift] Class, Struct, Enum

2024년 3월 11일 월요일

인스턴스를 만들 수 있는 클래스, 구조체, 열거형에 대해 공부해 봅니다.

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#1. 클래스 (Class)

#2. 구조체 (Struct)

#3. 열거형 (Enum)

#4. class, struct, Enum의 차이

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#1. 클래스(Class)

• 클래스는 프로퍼티(Property)과 메서드(Method)로 구성되어 있다.

    A.  프로퍼티(Properties):

• • • 프로퍼티는 클래스, 구조체, 또는 열거형 안에 있는 변수 또는 상수를 나타낸다.
    • 클래스의 속성으로 객체의 상태를 저장하거나 제공한다. 이러한 상태는 클래스의 인스턴스가 가질 수 있는 고유한 데이터를 나타낸다.
    • 프로퍼티는 저장 프로퍼티(Stored Properties)와 계산 프로퍼티(Computed Properties)로 나뉜다.
      • 저장 프로퍼티: 값을 저장하고, 인스턴스의 일부로서 그 값을 유지
      • 계산 프로퍼티: 특정한 계산을 통해 값을 반환하며, 값을 저장하지 않고 필요할 때마다 새로 계산

   B. 메서드(Methods):

• • • 메서드는 클래스, 구조체, 또는 열거형 안에 있는 함수를 나타낸다.
    • 클래스의 동작을 정의하고, 클래스의 인스턴스에 대해 수행되는 특정한 작업을 수행한다.
    • 인스턴스 메서드(Instance Methods)와 타입 메서드(Type Methods)로 구분된다.
      • 인스턴스 메서드: 특정 인스턴스에 속하는 동작을 정의하고, 인스턴스의 상태에 접근할 수 있다.
      • 타입 메서드: 클래스 자체와 관련된 동작을 정의하며, 특정 인스턴스에 속하는 것이 아닌 클래스 자체에 영향을 줍니다.
  • 클래스는 이니셜라이저(Initializer)를 통해 초기값을 설정할 수 있다.
    • 프로퍼티에 기본 값이 없는 경우 이니셜라이저를 필수로 구현해야 한다. 그렇지 않을 경우 에러가 발생한다.
  • 참조 타입
    • 참조 타입은 변수나 상수에 할당될 때에는 값을 복사하는 것이 아니라 참조(주소)가 복사되어 같은 인스턴스를 가리키게 된다. 클래스(Class)가 참조 타입의 대표적인 예시이다.
    • 참조 타입의 경우 변수나 상수에 할당될 때 참조가 복사되므로, 동일한 인스턴스를 공유하게 된다. 따라서 한 쪽에서 값을 변경하면 다른 쪽에서도 영향을 받게 된다.

        ▼  참조 타입인 클래스 예시

• class Person {
      var name: String
  
      init(name: String) {
          self.name = name
      }
  }
  
  var person1 = Person(name: "Alice")
  var person2 = person1 // 참조 복사
  person2.name = "Bob"
  
  print(person1.name) // 출력: Bob
  print(person2.name) // 출력: Bob

        ▼  클래스 구성

• // 예시 1
  class Name {
      var name: String
  
  		init(name: String) {
  				self.name = name
  		}
      
      func sayMyName() {
          print("my name is \\(name)")
      }
  }
  
  let song : Name = Name(name: "song")
  
  print(song.name) // song
  song.sayMyName() // my name is song
  
  song.name = "kim"
  song.sayMyName() // my name is kim
  
  // 예시 2
  class Person {
      var name: String // 저장 프로퍼티
      
      var introduction: String { // 계산 프로퍼티
          return "제 이름은 \\(name)입니다."
      }
      
      init(name: String) {
          self.name = name
      }
  }
  
  // Person 객체 생성
  let person1 = Person(name: "Alice")
  print(person1.introduction) // 출력: 제 이름은 Alice입니다.
  
  // 예시 3
  class Counter {
      var count = 0 // 저장 프로퍼티
      
      func increment() { // 인스턴스 메서드
          count += 1
      }
      
      static func reset() { // 타입 메서드
          print("카운터를 초기화합니다.")
      }
  }
  
  // Counter 객체 생성
  let counter1 = Counter()
  counter1.increment()
  counter1.increment()
  print(counter1.count) // 출력: 2
  
  Counter.reset() // 출력: 카운터를 초기화합니다.
  

   

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#2. 구조체(Struct)

• 프로퍼티에 값을 저장하거나 메서드를 통해 기능을 제공하고 하나로 캡슐화할 수 있는 사용자 정의 타입( = 클래스)
• 생성자(initializer)를 정의하지 않으면 구조체가 자동으로 생성자(Memberwise Initializer.)를 제공
• 값 타입
  • 값 타입은 변수나 상수에 할당될 때 값의 복사본이 생성되는 타입. 주로 구조체(Structures), 열거형(Enumerations), 기본 데이터 타입(Int, Double, Bool, 등)이 값 타입에 해당.

  ▼  값 타입인 구조체 예시

struct Point {
    var x: Int
    var y: Int
}

var point1 = Point(x: 5, y: 10)
var point2 = point1 // 값 복사
point2.x = 15

print(point1) // 출력: Point(x: 5, y: 10)
print(point2) // 출력: Point(x: 15, y: 10)

• 클래스와 달리 구조체는 상속을 할 수 없다.
• 클래스와 같이 인스턴스로 만들어 사용할 수 있다.

struct Coffee {
  var name: String?
  var size: String?

  func brewCoffee() -> String {
    if let name = self.name {
      return "\\(name) ☕️ 한 잔 나왔습니다"
    } else {
      return "오늘의 커피 ☕️ 한잔 나왔습니다"
    }
  }
}

let americano = Coffee(name: "아메리카노")
// 출력값: 아메리카노 ☕️ 한 잔 나왔습니다

// 따로 init()을 구현하지 않아도 자동으로 생성자를 받습니다.

// Memberwise Initializer 예시
struct ShoppingListItem {
    let name: String?
    let quantity: Int
    var purchased = false
}

let item1 = ShoppingListItem(name: "칫솔", quantity: 1)
let item2 = ShoppingListItem(name: "치약", quantity: 1, purchased: true)
let item3 = ShoppingListItem(name: nil, quantity: 1, purchased: true)

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#3. 열거형(Enum)

• 관련된 값으로 이뤄진 그룹을 같은 타입으로 선언해 타입 안전성(type-safety)을 보장하는 방법
• 값 타입

// 간단한 열거형 선언
enum CompassDirection {
    case north
    case south
    case east
    case west
}

// 열거형의 인스턴스 생성 및 사용
var direction = CompassDirection.north
var anotherDirection = direction // 값 복사

direction = .east // 값을 변경해도 anotherDirection에는 영향이 없음

print(direction) // 출력: east
print(anotherDirection) // 출력: north

 

• Enum은 연관 값(Associated Values)을 가질 수 있다. 이는 각 case가 특정 값을 연결하여 저장할 수 있는 기능을 제공한다.

// 연관 값을 가진 열거형 선언
enum Trade {
    case buy(stock: String, amount: Int)
    case sell(stock: String, amount: Int)
    case hold
}

// 열거형의 인스턴스 생성 및 사용
let trade1 = Trade.buy(stock: "AAPL", amount: 100)
let trade2 = Trade.sell(stock: "GOOG", amount: 50)
let trade3 = Trade.hold

// switch 문을 사용하여 연관 값 추출
func processTrade(trade: Trade) {
    switch trade {
    case .buy(let stock, let amount):
        print("Buy \(amount) shares of \(stock).")
    case .sell(let stock, let amount):
        print("Sell \(amount) shares of \(stock).")
    case .hold:
        print("Hold this position.")
    }
}

// 각 열거형 케이스에 따라 다른 동작 수행
processTrade(trade: trade1) // 출력: Buy 100 shares of AAPL.
processTrade(trade: trade2) // 출력: Sell 50 shares of GOOG.
processTrade(trade: trade3) // 출력: Hold this position.

 

▼  자주 사용하는 메서드

enum CompassPoint {
    case north
    case south
    case east
    case west
}

// 한 케이스 선언 방법
var directionToHead = CompassPoint.west
directionToHead = .east

// 활용 예시 1
directionToHead = .south
switch directionToHead {
case .north:
    print("북쪽")
case .south:
    print("남쪽")
case .east:
    print("동쪽")
case .west:
    print("서쪽")
}
// 출력값: "남쪽"

// allCases 
enum Beverage: CaseIterable {
    case coffee, tea, juice
}
let numberOfChoices = Beverage.allCases.count
print("\(numberOfChoices) 잔 주문 가능합니다.")
// 출력값: 3잔 주문 가능합니다

 

• Optional은 enum 

// 실제 Optional의 정의
@frozen public enum Optional<Wrapped> : ExpressibleByNilLiteral {

    /// The absence of a value.
    ///
    /// In code, the absence of a value is typically written using the `nil`
    /// literal rather than the explicit `.none` enumeration case.
    case none

    /// The presence of a value, stored as `Wrapped`.
    case some(Wrapped)


print(Optional.none == nil) // true

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#4. class, struct, Enum의 차이

 

• 붕어빵을 만드는 기계를 클래스, 붕어빵을 그 기계로 만들어진 실제 객체로 비유할 수 있다.
• 즉, 객체는 클래스를 실체화 한 것. 프로그래밍에서는 메모리에 올라가는 인스턴스가 된 것입니다.
• 정리하자면, 객체는 클래스의 인스턴스로 자신만의 속성(프로퍼티)과 행위(메서드)를 갖고 있다.

class Car {
  let model: String   
  let price: Int 

  init(modelName: String, price: Int) {
     self.model = modelName
     self.price = price
  }

  func drive() {
		// 구현 코드
  }
}

// Car 클래스를 인스턴스화 시킨 것
var momCar = Car(modelName: "Kia", price: 1000)
momCar.drive()

 

• 메모리 저장 방식
  • 구조체, 열거형
    • 값 타입(Value Type)
    • 인스턴스 데이터를 모두 스택(Stack)에 저장
    • 새로운 변수에 할당(값을 전달할때마다)할때마다 복사본을 생성 (다른 메모리 공간 생성)
    • 스택(Stack)의 공간에 저장, 스택 프레임 종료시, 메모리에서 자동 제거
  • 클래스
    • 참조 타입(Reference Type)
    • ARC시스템을 통해 메모리 관리합니다
    • 인스턴스 데이터는 힙(Heap)에 저장, 해당 힙을 가르키는 변수는 스택에 저장하고 변수의 메모리 주소값이 힙을 가리킨다.
    • 값을 전달하는 것이 아니고, 저장된 주소를 전달한다.

struct MyInfoStruct {
	let name: String
	let height: Int
}

let info = MyInfoStruct(name: "peter", height: 180)
let infoCopy = info
info.name = "jane"
print(info.name) // jane
print(infoCopy.name) // peter 


class MyInfoClass {
	let name: String
	let height: Int

	init(name: String, height: Int) {
		self.name = name
		self.height = height
	}
}

let info2 = MyInfoClass(name: "peter", height: 180)
let infoCopy2 = info2
info2.name = "jane"
print(info2.name) // jane
print(infoCopy2.name) // jane