[Rust] 제네릭 타입

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<제네릭(generic)>

: 중복되는 개념을 효율적으로 처리하기 위한 도구입니다. 제네릭은 구체(concrete) 타입 또는 기타 속성에 추상화된 대역입니다. Option<T>, Vec<T>, HashMap<K, T>, Result<T, E> 등등이 모두 제네릭을 사용한 것입니다(T).

 

제네릭을 사용해서 함수, 구조체, 열거형, 메서드를 각각 정의하는 방법을 알아보겠습니다.

 

1) 제네릭 함수

슬라이스에서 가장 큰 값을 참조하는 함수입니다.

fn largest<T: std::cmp::PartialOrd>(list: &[T]) -> &T {
    let mut largest = &list[0];

    for item in list {
        if item > largest {
            largest = item;
        }
    }

    largest
}

* 트레이트 : 타입들이 공통적으로 갖는 동작을 추상화해줍니다. 트레이트에 대해서는 다음 챕터에서 이어서 배워보겠습니다.

* std::cmp::PartialOrd 트레이트 : 크기를 비교하는 것은 i32, char같은  값을 정렬하는 타입에 대해서만 가능하기 때문에 위에서 구현한 largest함수는 T는 std::cmp::PartialOrd trait를 구현한 것일 때만 유효합니다.

 

2) 제네릭 구조체

함수와 마찬가지로 <T> 를 써서 정의합니다. 예시로 든 Point의 x, y필드의 타입은 같은 T이며, 만약 다른 타입을 입력해서 정의하려 할 경우 wont_work 변수와 같이 에러가 출력됩니다.

#[derive(Debug)]
struct Point<T> {
    x: T, 
    y: T,
}

fn main() {
    let position = Point { x:5, y:10 };
    println!("{:?}",position); // Point { x: 5, y: 10 } 출력
    
    let wont_work = Point { x: 5, y: 4.0 }; // error[E0308]: mismatched types 출력
}

 

만약 x, y 필드의 타입을 서로 달라질 수 있게 분리하고 싶다면 다음과 같이 Point 구조체를 정의해야 합니다.

struct Point<T, U> {
    x: T,
    y: U,
}

 

3) 제네릭 열거형

이전에 배운 열거형에서 나온 enum Option<T> 도 T 타입에 대한 제네릭입니다.

[Rust] 열거형(enum)

enum Option<T> {
    Some(T),
    None,
}

 

바로 이전 포스팅에서 배운 에러를 처리하는 Result 열거형도 마찬가지입니다.

enum Result<T, E> {
    Ok(T),
    Err(E),
}

 

4) 제네릭 메서드

struct Point<T> {
    x: T, 
    y: T,
}

impl<T> Point<T> {
    fn x(&self) -> &T {
        &self.x
    }
}

let p = Point{x:1, y:2};
println!("{}", p.x()); // 1 출력

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러스트는 컴파일 타임에 제네릭을 사용하는 코드를 단형성화(monomorphization)합니다. 즉 컴파일러는 제네릭 코드가 호출된 곳을 찾아서 구체 타입으로 코드를 생성해줍니다. 따라서 제네릭 타입은 런타임 비용이 발생하지 않습니다.

* 단형성화 : 제네릭 코드를 실제 구체 타입으로 채워진 특정 코드로 바꾸는 과정

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출처 : https://rust-kr.github.io/doc.rust-kr.org/ch10-01-syntax.html