이 문서는 2판 번역본입니다.
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부록 C: derive 가능한 트레잇
책의 여러 곳에서 구조체나 열거형 정의 시
적용할 수 있는 derive 속성을 다뤘습니다.
derive 속성은 여러분이 derive 문법을 명시함으로써
생성할 수 있는 기본 트레잇 구현체를 생성해줍니다.
이 부록에선 표준 라이브러리에 존재하는 트레잇 중 derive 로 이용 가능한
트레잇들의 레퍼런스를 제공합니다. 각 절에서 다루는 내용은 다음과 같습니다:
- 어떤 연산자와 메소드가 해당 트레잇에 derive 가능한지
derive로 제공된 트레잇의 구현체가 하는 일- 타입에 트레잇을 구현한다는 것의 의미
- 트레잇을 구현하도록 허용되거나 허용되지 않는 조건
- 트레잇이 필수적인 연산들의 예시
derive 속성을 통해 제공되는 것과 다른 동작을 원하신다면,
표준 라이브러리 문서에서 각 트레잇을 직접 구현하는 법을 찾아보시기
바랍니다.
표준 라이브러리의 나머지 트레잇들은 derive 를 통해
여러분의 타입에 구현 될 수 없습니다.
이 트레잇들은 적절한 기본 동작을 갖지 않기 때문에,
여러분이 수행하려는 작업에 맞춰서 직접 구현해야 합니다.
derive 될 수 없는 트레잇의 대표적인 예는 Display 트레잇입니다.
이 트레잇의 역할은 최종 사용자(end user) 들을 위한 포맷팅입니다.
다만 적절한 포맷팅을 만들기 위해선 어느 부분을 보여줘야 할지, 관련성 있는 부분은
어느 곳인지, 데이터의 형식은 어떤 것이 가장 적절할지 등을 여러분이 직접
끊임없이 고민해야 합니다. 러스트 컴파일러는 이런 식으로 적절한 포맷팅을
생성해낼 수 없고, 따라서 derive 를 지원하지 않습니다.
이 부록에 나온 트레잇들이 derive 가능한 트레잇의 전부는 아닙니다:
라이브러리에서 자신들의 트레잇에 derive 를 구현할 수도 있기 때문에, 여러분이
derive 를 사용할 수 있는 트레잇은 사실상 무제한이라고 보셔도 됩니다.
derive 를 구현하는 법에 관해선 절차 매크로 사용을 포함해 부록 D 에서 다루고 있습니다.
프로그래머 출력을 위한 Debug
Debug 트레잇을 사용하면 형식 문자열에서 디버그 포맷팅을 사용할 수 있습니다.
디버그 포맷팅은 형식 문자열의 {} 변경자 내에 :? 를 추가해서 사용합니다.
Debug 트레잇을 사용하면 해당 타입의 인스턴스를 디버깅 목적으로서 출력 가능합니다.
이는 여러분들의 타입을 사용하는 다른 프로그래머들이 프로그램의 실행 도중
인스턴스를 점검할 수 있게 해줍니다.
Debug 트레잇이 필수적인 경우의 예는, assert_eq 매크로를 사용할 때입니다.
이 매크로는 동치 비교 결과가 거짓일 경우, 프로그래머가 두 인스턴스가 같지 않다는
것을 확인할 수 있도록 인수로 넘겨받은 인스턴스의 값들을 출력하기 때문입니다.
동치 비교를 위한 PartialEq 와 Eq
PartialEq 트레잇을 사용하면 타입의 인스턴스를 동치 비교할 수 있고
== 와 != 연산자를 사용할 수 있습니다.
PartialEq derive 는 eq 메소드를 구현합니다. PartialEq 가 구조체에 derive
된다면, 인스턴스를 비교할 때 각 인스턴스의 모든 필드가 서로 동일한 경우에만
두 인스턴스가 동일하다고 판별하며, 만약 서로 다른 필드가 하나라도 있다면 동일하지
않다고 판별합니다. 열거형에 derive 될 경우, 각각의 variant 는 자신과 동일하며 그 외의 variant 와는 동일하지 않습니다.
PartialEq 트레잇이 필수적인 경우는 assert_eq! 매크로를 사용할 때 입니다.
타입의 두 인스턴스가 서로 동일한지 비교할 수 있어야 하기
때문입니다.
Eq 트레잇은 메소드를 갖지 않습니다. 그저 어노테이션 된 타입의 모든 값에 대해
값이 그 자체와 동일하다는 것을 알리는 것이 목적이기 때문입니다.
Eq 트레잇은 PartialEq 를 구현한 타입에만 적용 가능합니다.
하지만 그렇다고 해서 PartialEq 를 구현한 모든 타입이 Eq 를 구현할 수 있는 것은
아닌데, 대표적인 예로 부동 소수점 타입이 있습니다: 부동 소수점 숫자의 구현체에
따르면, 두 비수(NaN, not-a-number) 의 인스턴스는 서로 같지 않습니다.
Eq 가 필수적인 예는 HashMap<K, V> 의 키값으로 사용될 경우입니다.
HashMap<K, V> 에서 두 키값이 서로 같은지 확인해야 하기 때문입니다.
순서 비교를 위한 PartialOrd 와 Ord
PartialOrd 트레잇은 정렬 목적으로 타입의 인스턴스를 비교할 수 있게 해줍니다.
이를 구현한 타입은 <, >, <=, >= 등의 연산자를 사용할 수 있습니다.
PartialOrd 트레잇은 PartialEq 트레잇을 구현한 타입에만
적용할 수 있습니다.
PartialOrd derive 는 partial_cmp 메소드를 구현해야 합니다.
이 메소드는 Option<Ordering> 을 반환하며, 주어진 값으로 순서를 비교할 수
없을때 반환값은 None 이 됩니다. 해당 타입의 대부분의 값은 비교가 가능하지만,
순서를 비교할수 없는 값의 예는 비수(NaN, not-a-number) 부동 소수점 값입니다.
아무 부동 소수점 값과 NaN 부동 소수점 값으로 partial_cmp 를 호출하면
None 이 리턴되는걸 보실 수 있습니다.
구조체에 derive 될 경우 PartialOrd 는 두 인스턴스의
각 필드를 구조체 정의에 나타난 순서대로 비교합니다.
열거형에 derive 될 경우는 해당 열거형 정의문에 먼저 선언한
variant 가 나중에 선언한 variant 보다 더 적게(less) 평가됩니다.
PartialOrd 트레잇이 필수적인 예는,
특정 범위 내에서 랜덤한 값을 생성해내는
rand 크레이트의 gen_range 메소드가 있습니다.
Ord 트레잇은 명시된 해당 타입에 있어서, 이 타입의 어떠한 두 값간에 순서를 비교하는
것이 가능하다는 것을 나타냅니다. Ord 트레잇은 cmp 메소드를 구현하고, 이 메소드는
Ordering 을 반환합니다. 어째서 Option<Ordering> 이 아닌 Ordering 을 반환하는가
함은, 언제나 순서 비교가 가능하다는 것을 보장하기 위해서입니다.
Ord 트레잇은 PartialOrd 와 Eq (그리고 Eq 는 PartialEq 가 필수적이죠) 를
구현한 타입에만 적용 가능합니다. 구조체나 열거형에 derive 될 시에는 cmp 가
PartialOrd 의 partial_cmp 가 derive 되어 구현된 것과 똑같이 작동할 것입니다.
Ord 가 필수적인 예는, 값을 정렬해서 저장하는 자료구조인
BTreeSet<T> 에 값을 저장할 때입니다.
값 복제를 위한 Clone 와 Copy
Clone 트레잇은 명시적으로 값의 깊은 복사를 생성할 수 있게 해주며,
복제 과정은 임의의 코드 실행과 힙 데이터 복사가 포함될 수 있습니다.
Clone 에 대한 자세한 내용을 원하시는 분은 4-1 장의
"변수와 데이터가 상호작용하는 방법: 클론" 절을 참고하시기 바랍니다.
Clone derive 는 clone 메소드를 구현합니다.
유의할 점은 타입의 모든 부분에 clone 메소드가 호출되기 때문에,
해당 타입의 모든 필드 혹은 값이 Clone 을 derive 하거나 구현해야 한다는 것입니다.
Clone 이 필수적인 예는 슬라이스에 to_vec 메소드를 호출할 경우입니다.
슬라이스는 자신이 포함하는 타입 인스턴스를 소유하지 않기 때문에,
to_vec 메소드는 슬라이스의 각 항목에 clone 을 호출하여
자신이 반환할 벡터가 인스턴스들을 소유할 수 있도록 합니다.
Copy 트레잇은 값을 복제할 때 스택에 저장된 비트들을 복사할 과정만을 거칩니다;
어떠한 임의의 코드도 실행할 필요가 없습니다. Copy 에 대한 내용을 더
원하시는 분은 4-1장의 "스택에만 있는 데이터: 복사" 를 참고하시기 바랍니다.
Copy 트레잇은 어떠한 메소드도 정의하지 않음으로써 프로그래머가
메소드를 오버로딩해 임의의 코드를 실행시키는 경우를 방지합니다.
따라서 모든 프로그래머들은 값의 복사가
느려질 것을 염려하지 않아도 됩니다.
Copy derive 는 타입의 모든 부분이 Copy 를 구현한 타입에만 가능합니다.
Copy 트레잇 적용은 Clone 을 구현하고 있는 타입에만 적용 가능합니다.
이는 Copy 를 구현하는 타입은 Copy 와 같은 작업을 하는
Clone 의 간단한 구현을 지니기 때문입니다.
Copy 트레잇을 요구하는 경우는 매우 드뭅니다;
Copy 를 구현한 타입은 최적화가 가능한데, 즉 여러분이 clone 을
호출하지 않아도 된다는 의미이며, 이는 코드를 더 간결하게 만들어 줍니다.
Copy 로 할 수 있는 것은 Clone 으로도 할 수 있습니다만,
이 경우 코드가 좀 느려지거나 코드에서 clone 을 사용해야 할 수도 있습니다.
값을 고정된 크기의 값으로 매핑하기 위한 Hash
Hash 트레잇은 해쉬 함수를 이용해 임의 크기 타입의 인스턴스를
고정된 크기의 값으로 매핑할 수 있게 해줍니다. Hash derive 는
hash 메소드를 구현합니다. hash 메소드의 구현 상 타입의 각 부분에
hash 를 호출하도록 되어 있으므로, Hash 를 derive 하기 위해선
모든 필드나 값은 Hash 를 구현해야 합니다.
Hash 가 필수적인 예는 HashMap<K, V> 에 효율적으로 데이터를 저장하기 위해
key 값을 저장하는 경우입니다.
기본 값을 위한 Default
Default 트레잇은 타입의 기본 값을 생성할 수 있게 해줍니다.
Default derive 는 default 함수를 구현합니다.
default 메소드의 구현 상 타입의 각 부분에 default 를
호출하도록 되어 있으므로, Default 를 derive 하기 위해선
모든 필드나 값은 Default 를 구현해야 합니다.
Default::default 함수는 5-1 장의 "구조체 갱신법을 이용하여
기존 구조체 인스턴스로 새 구조체 인스턴스 생성하기" 에서 다룬
구조체 갱신법과 연계하여 사용하는 것이 일반적입니다. 여러분은
구조체의 일부 필드를 원하는대로 설정하고 나머지 필드는
..Default::default() 를 이용해 기본 값으로 설정할 수 있습니다.
Default 트레잇은 Option<T> 인스턴스에 unwrap_or_default 메소드를
사용할때 필수적입니다. 예를 들어, Option<T> 가 None 일 경우
unwrap_or_default 메소드는 Option<T> 에 해당하는
T 형식의 Default::default 호출 결과를 반환합니다.