[SWIFT] 프로토콜(Protocol)

전수열님의 GitBook을 기반으로 정리합니다.

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프로토콜(Protocol)

프로토콜Protocol은 인터페이스입니다. 최소한으로 가져야 할 속성이나 메서드를 정의합니다. 구현은 하지 않습니다. 진짜로 정의만 합니다.

/// 전송가능한 인터페이스를 정의합니다.
protocol Sendable {
  var from: String? { get }
  var to: String { get }

  func send()
}

클래스와 구조체에 프로토콜을 적용Conform시킬 수 있습니다. 프로토콜을 적용하면, 프로토콜에서 정의한 속성와 메서드를 모두 구현해야 합니다.

struct Mail: Sendable {
  var from: String?
  var to: String

  func send() {
    print("Send a mail from \(self.from) to \(self.to)")
  }
}

struct Feedback: Sendable {
  var from: String? {
    return nil // 피드백은 무조건 익명으로 보냅니다.
  }
  var to: String

  func send() {
    print("Send a feedback to \(self.to)")
  }
}

프로토콜은 마치 추상클래스처럼 사용될 수 있습니다.

func sendAnything(_ sendable: Sendable) {
  sendable.send()
}

let mail = Mail(from: "devxoul@gmail.com", to: "jeon@stylesha.re")
sendAnything(mail)

let feedback = Feedback(from: "devxoul@gmail.com")
sendAnything(feedback)

sendAnything() 함수는 Sendable 타입을 파라미터로 받습니다. Mail와 Feedback은 엄연히 다른 타입이지만, 모두 Sendable을 따르고 있으므로 sendAnything() 함수에 전달될 수 있습니다. 그리고, Sendable에서는 send() 함수를 정의하고 있기 때문에 호출이 가능합니다.

프로토콜은 또다른 프로토콜을 따를 수 있습니다.

protocol Messagable {
  var message: String? { get }
}

protocol Sendable: Messagable {
  // ...
}

Sendable은 Messagable을 기본적으로 따르는 프로토콜입니다. 따라서, Sendable을 적용하려면 var message: String? { get }을 정의해주어야 합니다.

응용하기: Sendable에 Messagable을 적용하고, Mail과 Feedback에 발생하는 컴파일 에러를 고쳐보세요.

Any와 AnyObject

Any는 모든 타입에 대응합니다. AnyObject는 모든 객체Object에 대응합니다.

let anyNumber: Any = 10
let anyString: Any = "Hi"

let anyInstance: AnyObject = Dog()

Any와 AnyObject는 프로토콜입니다. Swift에서 사용 가능한 모든 타입은 Any를 따르도록 설계되었고, 모든 클래스들에는 AnyObject 프로토콜이 적용되어있습니다.

타입 캐스팅 (Type Casting)

anyNumber에 10을 넣었다고 해서 anyNumber가 Int는 아닙니다. 'Any 프로토콜을 따르는 어떤 값'이기 때문이죠.

anyNumber + 1 // 컴파일 에러!

이럴 때에는 as를 이용해서 다운 캐스팅Down Casting을 해야 합니다. Any는 Int보다 더 큰 범위이기 때문에, 작은 범위로 줄인다고 하여 '다운 캐스팅'입니다.

Any는 Int 뿐만 아니라 String과 같은 전혀 엉뚱한 타입도 포함되어 있기 때문에 무조건 Int로 변환되지 않습니다. 따라서 as?를 사용해서 옵셔널을 취해야 합니다.

let number: Int? = anyNumber as? Int

옵셔널이기 때문에, 옵셔널 바인딩 문법도 사용할 수 있습니다. 실제로 이렇게 사용하는 경우가 굉장히 많습니다.

if let number = anyNumber as? Int {
  print(number + 1)
}

타입 검사

타입 캐스팅까지는 필요 없고, 만약 어떤 값이 특정한 타입인지를 검사할 때에는 is를 사용할 수 있습니다.

print(anyNumber is Int)    // true
print(anyNumber is Any)    // true
print(anyNumber is String) // false
print(anyString is String) // true

Swift 주요 프로토콜

Swift에는 기본적으로 제공하는 기초적인 프로토콜들이 있습니다. 알아두면 개발할 때 굉장히 유용하게 사용할 수 있습니다.

CustomStringConvertible

자기 자신을 표현하는 문자열을 정의합니다. print(), String() 또는 "\()"에서 사용될 때의 값입니다. CustomStringConvertible의 정의는 아래와 같이 생겼습니다.

public protocol CustomStringConvertible {
  /// A textual representation of `self`.
  public var description: String { get }
}

실제로 적용해볼까요?

struct Dog: CustomStringConvertible {
  var name: String
  var description: String {
    return "🐶 \(self.name)"
  }
}

let dog = Dog(name: "찡코")
print(dog) // 🐶 찡코

응용하기: CustomDebugStringConvertible을 적용해봅시다.

ExpressibleBy

우리는 지금까지 10은 Int, "Hi"는 String이라고 '당연하게' 인지하고 있었습니다. 하지만, 엄밀히 하자면 10은 원래 Int(10)으로 선언되어야 하고, "Hi"는 String("Hi")로 선언되어야 합니다. Int와 String 모두 생성자를 가지는 구조체이기 때문이죠.

이렇게, 생성자를 사용하지 않고도 생성할 수 있게 만드는 것을 리터럴Literal이라고 합니다. 직역하면 '문자 그대로'라는 뜻이에요. 아래 코드는 문자 그대로 10, 문자 그대로 "Hi", 문자 그대로 배열이고 딕셔너리입니다.

let number = 10
let string = "Hi"
let array = ["a", "b", "c"]
let dictionary = [
  "key1": "value1",
  "key2": "value2",
]

이 리터럴을 가능하게 해주는 프로토콜이 있답니다. 바로 ExpressibleByXXXLiteral 인데요. Int는 ExpressibleByIntegerLiteral을, String은 ExpressibleByStringLiteral을, Array는 ExpressibleByArrayLiteral을, Dictionary는 ExpressibleByDictionaryLiteral 프로토콜을 따르고 있습니다. 각 프로토콜은 리터럴 값을 받는 생성자를 정의하고 있어요. 놀랍죠?

우리도 만들 수 있어요.

struct DollarConverter: ExpressibleByIntegerLiteral {
  typealias IntegerLiteralType = Int

  let price = 1_177
  var dollars: Int

  init(integerLiteral value: IntegerLiteralType) {
    self.dollars = value * self.price
  }
}

let converter: DollarConverter = 100
converter.dollars // 117700

Tip: typealias는 C의 typedef와 같습니다. typealias MyInt = Int라고 하면, 새로 생성된 MyInt는 Int와 완전히 동일한 타입입니다. 프로토콜에서도 typealias를 정의할 수 있습니다.

Tip: 1177은 가독성을 위해 1_177로 쓸 수 있습니다. 12_345는 12345랑 같아요. 1234_5도 12345와 같습니다.

분명히 구조체를 만들었는데, ExpressibleByIntegerLiteral을 적용하니까 = 100과 같은 문법을 사용할 수 있게 되었습니다.

응용하기: ExpressibleByArrayLiteral을 적용하여 아래와 같이 홀수와 짝수를 나눠서 보관하는 OddEvenFilter 구조체를 만들어보세요.

let oddEvenFilter: OddEvenFilter = [1, 3, 5, 2, 7, 4]
oddEvenFilter.odds  // [1, 3, 5, 7]
oddEvenFilter.evens // [2, 4]