함수 동작 원리

함수는 Rust에 녹아들어 있습니다. 여러분은 이미 언어에서 가장 중요하게 생각하는 main함수를 보셨습니다. 이는 다수의 프로그램에서 실행 지점입니다. 여러분은 또한 fn 키워드도 보셨을텐데, 이는 새로운 함수의 선언을 가용하게 합니다.

Rust 코드는 뱀 형태를 변수나 함수 이름의 형식 규칙으로 사용합니다. 뱀 형태에서, 모든 문자는 소문자를 사용하며 밑줄 표시로 단어를 구분합니다. 다음은 예제로 함수를 선언하는 프로그램 입니다:

Filename: src/main.rs

fn main() {
    println!("Hello, world!");

    another_function();
}

fn another_function() {
    println!("Another function.");
}

Rust 에서의 함수 선언은 fn으로 시작하며 함수 이름 뒤에 괄호의 형식으로 되어 있습니다. 중괄호는 컴파일러에게 함수의 시작과 종료 지점을 알려주게 됩니다.

우리는 함수의 이름과 괄호 형식을 기입하는 것을 통해 우리가 선언했던 어떤 함수든 호출할 수 있습니다. another_function이 프로그램 내에 정의되어 있으므로, main 함수에서 해당 함수를 호출할 수 있습니다. 주의할 점은, 소스 코드 내에서 another_functionmain 함수 뒤에 정의했다는 점 입니다. 우리는 이를 main 함수 앞에도 정의할 수 있습니다. Rust는 당신의 함수의 위치를 신경쓰지 않습니다, 어디든 정의만 되어 있으면 됩니다.

함수를 추가로 탐색하기 위해 functions 이라는 이름의 새로운 바이너리 프로젝트를 시작합시다. another_function 예제를 * src / main.rs *에 넣고 실행해보세요. 다음과 같은 결과가 나타납니다:

$ cargo run
   Compiling functions v0.1.0 (file:///projects/functions)
    Finished dev [unoptimized + debuginfo] target(s) in 0.28 secs
     Running `target/debug/functions`
Hello, world!
Another function.

main 함수 안의 내용이 줄의 순서대로 수행됩니다. 처음으로, "Hello, world!" 메시지가 출력되고, another_function이 호출되고 그의 메시지를 출력합니다.

함수 매개변수

함수는 함수 고유한 부분인 특별한 변수 매개변수를 갖는 형식으로 선언될 수 있습니다. 함수가 매개변수를 취할 때, 우리는 상수를 그들의 전달인자로 제공할 수 있습니다. 기술적으로, 여기서 전달되는 상수를 전달인자라고 부릅니다만, 사람들은 보통 “전달인자”와 “매개변수”를 혼용해서 사용하는 경향이 있습니다.

다음의 재작성 된 another_function은 Rust에서 매개변수가 어떤 것이지 보여줍니다:

Filename: src/main.rs

fn main() {
    another_function(5);
}

fn another_function(x: i32) {
    println!("The value of x is: {}", x);
}

이 프로그램을 실행해보시면 다음과 같은 결과가 출력되는 것을 보게 될 겁니다:

$ cargo run
   Compiling functions v0.1.0 (file:///projects/functions)
    Finished dev [unoptimized + debuginfo] target(s) in 1.21 secs
     Running `target/debug/functions`
The value of x is: 5

another_function의 선언은 x로 명명된 하나의 매개변수를 갖습니다. x의 타입은 i32로 정의됩니다. 5another_function으로 전달되면, println! 매크로는 중괄호 짝으로 된 형식 문자열에 5를 전달합니다. 함수의 선언부에서, 여러분은 반드시 각 매개변수의 타입을 정의해야 합니다. 이 사항은 Rust를 설계하며 내린 신중한 결정사항 입니다: 함수의 정의에 타입을 명시하여 코드내 다른 부분에서 이들을 사용하는 것을 통해 당신의 의도를 추측하지 않아도 되게 됩니다.

여러분의 함수에 여러 개의 매개변수를 사용하고 싶으면, 매개변수들을 다음처럼 쉼표와 함께 구분해서 사용할 수 있습니다:

Filename: src/main.rs

fn main() {
    another_function(5, 6);
}

fn another_function(x: i32, y: i32) {
    println!("The value of x is: {}", x);
    println!("The value of y is: {}", y);
}

이 예제는 각각 i32 타입인 두 개의 매개변수를 갖는 함수를 생성합니다. 함수는 그의 두 매개변수의 값을 출력합니다. 주의할 점은, 함수 매개변수는 이번 예제처럼 굳이 같은 타입이 아니여도 된다는 점 입니다. 한번 코드를 실행해봅시다. 여러분의 function 프로젝트의 src/main.rs 내용을 위의 예제로 변경한 뒤에, cargo run을 통해 수행시키면 됩니다:

$ cargo run
   Compiling functions v0.1.0 (file:///projects/functions)
    Finished dev [unoptimized + debuginfo] target(s) in 0.31 secs
     Running `target/debug/functions`
The value of x is: 5
The value of y is: 6

우리는 값 56xy로 전달했기 때문에, 이 값들이 담긴 두 문장을 출력합니다.

함수 본문

함수 본문은 필요에 따라 표현식으로 종결되는 구문의 나열로 구성됩니다. 지금까지 우리는 종결 표현식이 없는 함수만 다뤘기에, 표현식이 구문의 일부처럼 여겨질지 모르겠습니다. Rust가 표현식에 기반한 언어기 때문에, 이것은 이해하셔야 하는 중요한 차이점 입니다. 다른 언어들은 이와 같은 차이가 없으니, 구문과 표현식이 함수의 본문에 어떤 식으로 차이나게 적용되는지 살펴보도록 하겠습니다.

구문과 표현식

사실 우리는 이미 구문과 표현식을 사용했습니다. 구문은 어떤 명령들의 나열로 값을 반환하지 않는 어떤 동작을 수행 합니다. 포현식은 결과 값을 산출해냅니다. 다음 몇 개의 예제를 살펴보도록 합시다. let 키워드를 통해 변수를 만들고 값을 할당하는 구문을 만듭니다. 항목 3-3의, let y = 6;은 구문 입니다:

Filename: src/main.rs

fn main() {
    let y = 6;
}

항목 3-3: 하나의 구문을 갖는 main 함수를 선언하였다.

함수 정의는 또 하나의 구문입니다; 상기 예제는 자신 그 자체가 구문 입니다. 구문은 값을 반환하지 않습니다. 그러니, 여러분은 다음처럼 let 구문을 사용해서는 다른 변수에 값을 대입할 수 없습니다:

Filename: src/main.rs

fn main() {
    let x = (let y = 6);
}

여러분이 이 프로그램을 수행하면, 다음과 같은 에러를 보게 될 겁니다:

$ cargo run
   Compiling functions v0.1.0 (file:///projects/functions)
error: expected expression, found statement (`let`)
 --> src/main.rs:2:14
  |
2 |     let x = (let y = 6);
  |              ^^^
  |
  = note: variable declaration using `let` is a statement

let y = 6 구문은 반환 값이 없으므로, x에 bind 시킬 것이 없습니다. 이것이 다른 언어인 C나 Ruby와의 차이점 입니다. 이들 언어들은 x = y = 6와 같은 코드가 xy에 모두 6의 값을 대입할 수 있습니다; Rust에서는 허용되지 않습니다. 여러분이 작성하는 Rust 코드의 대부분은 표현식이며 이는 어떤 값을 산출합니다. 5 + 6과 같은 간단한 수학 연산을 살펴보면, 이는 11이란 값을 산출하는 표현식입니다.

표현식은 구문의 부분일 수 있습니다: 항목 3-3은 let y = 6;이란 구문을 갖는데, 66이란 값을 산출하는 표현식입니다. 함수를 호출하는 것은 표현식입니다. 매크로를 호출하는 것은 표현식입니다. 예제처럼 새로운 범위를 생성하는데 사용하는 block {}은 표현식입니다:

Filename: src/main.rs

fn main() {
    let x = 5;

    let y = {
        let x = 3;
        x + 1
    };

    println!("The value of y is: {}", y);
}

표현식 부:

{
    let x = 3;
    x + 1
}

이번 경우에 해당 block은 4를 산출합니다. 이 값은 let 구문의 일부로 y에 bound됩니다. 여러분이 앞서 봐온 것과 다르게 x + 1 줄의 마지막이 세미콜론으로 끝나지 않은 점을 주목하세요. 표현식은 종결을 나타내는 세미콜론을 사용하지 않습니다. 만약 세미콜론을 표현식 마지막에 추가하면, 이는 구문으로 변경되고 반환 값이 아니게 됩니다. 이후부터 함수의 반환 값과 표현식을 살펴보실때 이 점을 유의하세요.

반환 값을 갖는 함수

함수는 그들을 호출한 코드에 값을 반환할 수 있습니다. 우리는 반환되는 값을 명명해야 할 필요는 없지만, 그들의 타입은 화살표(->) 뒤에 선언해야 합니다. Rust에서 반환 값은 함수 본문의 마지막 표현식의 값과 동일합니다. return 키워드와 값을 써서 함수로부터 일찍 반환할 수 있지만, 대부분의 함수들은 암묵적으로 마지막 표현식을 반환합니다. 값을 반환하는 함수의 예를 보겠습니다:

Filename: src/main.rs

fn five() -> i32 {
    5
}

fn main() {
    let x = five();

    println!("The value of x is: {}", x);
}

five 함수에는 함수 호출, 매크로, 심지어 let 구문도 없이 그저 5란 숫자 하나가 있습니다. 이는 Rust에서 완벽하게 함수로 허용됩니다. 함수 반환 값의 타입이 -> i32로 명시되어 있다는 점 또한 주목하세요. 해당 코드를 수행하면 다음과 같은 결과를 얻게 될 겁니다:

$ cargo run
   Compiling functions v0.1.0 (file:///projects/functions)
    Finished dev [unoptimized + debuginfo] target(s) in 0.30 secs
     Running `target/debug/functions`
The value of x is: 5

5five 함수가 반환한 값이고, 이 때문에 반환 타입을 i32으로 한 것이지요. 좀더 자세히 설명해보겠습니다. 중요한 지점이 두 곳 있습니다: 첫 째, let x = five(); 줄은 우리가 반환 값을 변수의 초기 값으로 사용하는 것을 보여줍니다. five의 반환 값이 5이기 때문에, 해당 줄은 다음과 동일합니다:


# #![allow(unused_variables)]
#fn main() {
let x = 5;
#}

둘 째, five 함수는 매개변수 없이 반환 값에 대한 타입만 정의되어 있지만, 본문에는 5만이 세미콜론 없이 외로이 있는 이유는 이것이 우리가 값을 반환하고자 할때 사용하는 하는 표현식이기 때문입니다. 다른 예제를 통해 살펴보겠습니다:

Filename: src/main.rs

fn main() {
    let x = plus_one(5);

    println!("The value of x is: {}", x);
}

fn plus_one(x: i32) -> i32 {
    x + 1
}

이 코드를 수행하면 The value of x is: 6를 출력하게 됩니다. 우리가 x + 1 끝에 세미콜론을 추가하여 표현식을 구문으로 변경하면 어떤 일이 일어날까요?

Filename: src/main.rs

fn main() {
    let x = plus_one(5);

    println!("The value of x is: {}", x);
}

fn plus_one(x: i32) -> i32 {
    x + 1;
}

이 코드를 실행하면 다음과 같은 에러를 얻게 됩니다:

error[E0308]: mismatched types
 --> src/main.rs:7:28
  |
7 |   fn plus_one(x: i32) -> i32 {
  |  ____________________________^
8 | |     x + 1;
  | |          - help: consider removing this semicolon
9 | | }
  | |_^ expected i32, found ()
  |
  = note: expected type `i32`
             found type `()`

에러 메시지의 중요 포인트는 “mismatched types,”으로 이 코드의 주요 문제를 보여줍니다. plus_one 함수의 정의는 i32 값을 반환하겠다고 하였으나, 구문은 값을 산출하지 않기에 ()처럼 비어있는 튜플로 표현됩니다. 이런 이유로, 반환할 것이 없어서 함수가 정의된 내용과 상충하게 되고 이는 에러를 발생시킵니다. 이번 결과에서는, Rust가 문제를 해결할 수 있도록 도와주는 메시지를 제공합니다: 세미콜론을 제거하면 에러가 교정될 수도 있다고 제안하네요.