타입과 데이터

Rust는 정적 타입 언어입니다. 모든 값의 타입이 컴파일 시점에 정해지며, 서로 다른 숫자 타입끼리도 자동으로 바뀌지 않습니다. 이 장에서는 기본 타입, 문자열, 구조체와 열거형, 자주 쓰는 컬렉션, 그리고 null 대신 쓰는 Option을 살펴봅니다.

스칼라 타입

정수 오버플로는 디버그 빌드에서 패닉을 일으키고, 릴리스 빌드에서는 기본적으로 값이 순환합니다. 의도를 분명히 하려면 checked_add, wrapping_add, saturating_add 같은 메서드를 씁니다. 타입 변환은 as로 명시합니다.

fn main() {
    let a: i32 = -42;
    let b: u8 = 255;
    let c = 3.14_f64;
    let ok: bool = true;
    let heart: char = '♥';
    println!("{a} {b} {c} {ok} {heart}");

    println!("{:?}", b.checked_add(1)); // None: 넘치면 None
    println!("{}", b.wrapping_add(1)); // 0: 한 바퀴 돌아감
    println!("{}", b.saturating_add(1)); // 255: 최댓값에서 멈춤

    let n = 300_i32 as u8; // 44: as 는 잘라 냅니다
    let avg = (7 as f64) / 2.0; // 3.5
    println!("{n} {avg}");
}

복합 타입: 튜플과 배열

튜플은 서로 다른 타입을 고정된 개수만큼 묶고, 배열은 같은 타입을 고정된 길이만큼 담습니다. 길이가 변하는 목록은 뒤에서 볼 Vec을 씁니다.

fn main() {
    let point: (i32, f64, char) = (1, 2.5, 'x');
    let (x, y, z) = point; // 구조 분해
    println!("{x} {y} {z} / 첫 요소 {}", point.0);

    let nums = [1, 2, 3, 4, 5];
    let zeros = [0u8; 4]; // 0 을 네 개
    let slice = &nums[1..3]; // [2, 3]
    println!("{} {:?} {:?}", nums.len(), zeros, slice);
}

배열 인덱스가 범위를 벗어나면 정의되지 않은 동작 대신 패닉이 납니다. 안전하게 읽으려면 nums.get(10)처럼 Option을 돌려주는 메서드를 씁니다.

String과 &str

Rust의 문자열은 두 가지입니다. String은 힙에 저장되고 크기를 바꿀 수 있는 소유된 문자열이며, &str은 어딘가에 있는 UTF-8 문자열을 빌려 보는 조각입니다. 문자열 리터럴은 &'static str입니다. 함수 매개변수는 보통 &str로 받으면 두 종류를 모두 넘길 수 있습니다.

fn greet(name: &str) -> String {
    format!("안녕하세요, {name}님")
}

fn main() {
    let literal: &str = "Rust";
    let mut owned = String::from("Hello");
    owned.push_str(", world");
    owned.push('!');

    println!("{}", greet(literal));
    println!("{}", greet(&owned)); // &String 이 &str 로 자동 변환됩니다

    let part: &str = &owned[0..5]; // "Hello"
    println!("{part}");

    // len() 은 바이트 수, 글자 수는 chars().count()
    println!("{} {}", "한글".len(), "한글".chars().count()); // 6 2
}

문자열은 UTF-8이므로 s[0]처럼 정수 하나로 인덱싱할 수 없습니다. 글자 단위로 다룰 때는 chars()를 쓰고, 범위로 자를 때는 글자 경계를 지켜야 합니다.

구조체와 열거형

구조체는 관련된 데이터를 이름 붙은 필드로 묶습니다. 메서드는 impl 블록에 정의하며, 첫 매개변수 &self는 읽기, &mut self는 수정을 뜻합니다. self가 없는 new 같은 함수는 연관 함수라 하며 Rect::new로 부릅니다.

#[derive(Debug, Clone, PartialEq)]
struct Rect {
    width: u32,
    height: u32,
}

impl Rect {
    fn new(width: u32, height: u32) -> Self {
        Self { width, height }
    }
    fn area(&self) -> u32 {
        self.width * self.height
    }
    fn scale(&mut self, k: u32) {
        self.width *= k;
        self.height *= k;
    }
}

fn main() {
    let mut r = Rect::new(3, 4);
    println!("넓이 {}", r.area()); // 12
    r.scale(2);
    println!("{r:?}"); // Rect { width: 6, height: 8 }
}

열거형은 "여러 가지 중 하나"를 표현하며, 각 경우가 서로 다른 데이터를 가질 수 있습니다. match와 함께 쓰면 모든 경우를 빠짐없이 처리하게 됩니다.

enum Shape {
    Circle { radius: f64 },
    Square(f64),
    Point,
}

fn area(shape: &Shape) -> f64 {
    match shape {
        Shape::Circle { radius } => std::f64::consts::PI * radius * radius,
        Shape::Square(side) => side * side,
        Shape::Point => 0.0,
    }
}

fn main() {
    let shapes = [Shape::Circle { radius: 1.0 }, Shape::Square(2.0), Shape::Point];
    for s in &shapes {
        println!("{:.2}", area(s));
    }
}

컬렉션과 Option

Rust에는 null이 없습니다. 값이 없을 수 있으면 Option<T>를 씁니다. Some(값) 또는 None이며, 꺼내 쓰기 전에 반드시 두 경우를 처리해야 하므로 null 참조 오류가 생기지 않습니다.

use std::collections::HashMap;

fn main() {
    let mut scores: Vec<i32> = Vec::new();
    scores.push(80);
    scores.push(95);
    let total: i32 = scores.iter().sum();
    println!("{scores:?} 합계 {total}");
    println!("{:?}", scores.get(5)); // None

    let text = "the cat the dog the end";
    let mut counts: HashMap<&str, usize> = HashMap::new();
    for word in text.split_whitespace() {
        *counts.entry(word).or_insert(0) += 1;
    }

    match counts.get("the") {
        Some(n) => println!("the: {n}번"), // 3번
        None => println!("없음"),
    }
    let birds = counts.get("bird").copied().unwrap_or(0);
    println!("bird: {birds}번"); // 0번
}

Vec<T>는 길이가 변하는 배열이고 vec![1, 2, 3] 매크로로도 만들 수 있습니다. HashMap<K, V>는 키로 값을 찾는 표이며, entry API를 쓰면 "없으면 넣고 있으면 고치기"를 한 줄로 쓸 수 있습니다. Option에는 map, unwrap_or, and_then 같은 메서드가 많아 match 없이도 간결하게 다룰 수 있습니다.

정리

• 숫자 타입은 크기와 부호가 이름에 드러나며, 변환은 as로 명시합니다.
• String은 소유된 문자열, &str은 빌려 보는 문자열 조각입니다. 매개변수는 &str로 받습니다.
• 구조체는 데이터와 impl 메서드를, 열거형은 "여러 경우 중 하나"를 표현합니다.
• Vec와 HashMap이 가장 많이 쓰는 컬렉션이며, 없을 수 있는 값은 Option으로 다룹니다.