Swift의 Sequence와 Collection 프로토콜에 대해 설명해주세요.

[Phangg]

Swift의 Sequence와 Collection 프로토콜에 대해 설명해주세요.

• Sequence와 Collection 프로토콜의 차이점과 요구 사항을 설명해주세요.
• 사용자 정의 Sequence와 Collection을 구현하는 방법과 사용 예시를 들어주세요.

[Phangg]

Sequence & Collection

Sequence

• 순차적이고 반복적인 동작을 할 수 있게 만드는 프로토콜
• 순서를 따라 진행되는..!
• 범위가 무한하거나 유한하며 여러 번의 iterate를 보장하지 않는다는 특징울 가짐

Phang 의 생각 그냥 단어 뜻 그대로의 의미를 갖는 하나의 프로토콜이구나.. ( 프로토콜로 존재하는지 몰랐음 ) 아, Collection (Array, Set, Dictionary 등) 이 Sequence 프로토콜을 채택하는 관계인가보다. Sequence 프로토콜을 더 파헤치면서, Collection 도 봐야겠다.

• Sequence 는 일반적으로 for-in 루프로 확인
• contains, first, filter 등도 Sequence 에 제공되는 작업
• 그 외에 다양한 메서드는 공식문서를 확인

Sequence - apple 공식문서

Collection

• 아래 공식문서 이미지에 정의되어있는 것처럼 Sequence 프로토콜을 채택하고 있는 프로토콜
• 범위가 유한하고, Index로 element에 접근이 가능하고 여러번의 iterate를 보장하는 특징을 가짐
• 일반적으로 Array, Set, Dictionary 등 Collection 이라고 함

• 아래 공식문서를 보면, startIndex, indices, index, removeFirst 등 메서드를 확인 할 수 있음

Collection - apple 공식문서

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Custom Sequence

• 커스텀을 해야하는 일이 있나.. 하는 생각이 들었는데, 일반적인 구조체에서도 Sequence 의 다양한 작업을 수행할 수 있으니..?

• Phang 이라는 구조체를 만들어 보았다

당연하게도, 구조체를 for-in루프를 통해 확인 할 수 없음 에러메세지를 보면, Phang 이 Sequence 를 따르지 않는다고 함

• 그렇다면, Phang 에서 Sequence 프로토콜을 채택해보자

• struct Phang: Sequence { } 를 해줘도 에러가 남

• 찾아보니, makeIterator()메서드와 IteratorProtocol 을 채택한 Iterator 와 next() 메서드 를 작성해줘야 한다고 함

  

• makeIterator() 는 아래와 같이 선언 되어야 함

  func makeIterator() -> some IteratorProtocol {
  // ..   
  }

• IteratorProtocol 을 채택하는 타입을 외부에 따로 만들수도 있고, 그냥 바로 Phang 구조체에서 코드를 작성할 수 있음

  
  // 외부에서 Iterator 관련 구조체를 만드는 경우
  struct PhangIterator: IteratorProtocol {
  typealias Element = Int
  var value = 1
  
  mutating func next() -> Element? {
      if value > 5 { return nil }
      defer { value += 1 }
      return value
  }
  }

struct Phang: Sequence { func makeIterator() -> some IteratorProtocol { PhangIterator() } }

```swift
// Phang 구조체에서 한번에 진행하는 경우
struct Phang: Sequence, IteratorProtocol {
    typealias Element = Int
    var value = 1

    mutating func next() -> Element? {
        if value > 5 { return nil }
        defer { value += 1 }
        return value
    }
}

• 이처럼 Sequence, IteratorProtocol 두가지 프로토콜을 모두 채택하게 된다면, for-in 루프가 실행 됨

  let phang = Phang()
  for value in phang {
  print(value)       // 1 2 3 4 5 (실제로는 한줄씩 출력)
  }

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Custom Collection

• Collection 은 따로 만드는 법이 없나?
• 아래가 프로토콜 조건들이라, 이를 따르면 커스텀 할 수 있음

  protocol Collection: Sequence {
  associatedtype Index: Comparable
  var startIndex: Index
  var endIndex: Index
  subscript(position: Index) -> Element { get }
  func index(after i: Index) -> Index
  }

Phang 의 생각 위 사진처럼 재정의를 해주고 있지만... 어 그런데, Sequence 를 채택한 Collection 에서 next() 메서드가 없는데..? 필요한게 아니었나? 해서 찾아보니, 커스텀 컬렉션에서는 next()를 정의하지 않아도 된다고 함 왜?

• Custom Collection 에서 next()를 정의하지 않아도 되는 이유는 아래와 같이 next() 와 같은 동작이 이루어 진다고 함
  1. startIndex로 첫 번째 element를 얻을 수 있음
  2. index(after:) 메서드로 다음 index를 얻을 수 있음
  3. subscript인 self[Index]로 이후 element를 얻을 수 있음
  4. endIndex와 2번으로 얻은 index가 같다면 iterate를 종료

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번외 - 컴파일러가 for-in 루프를 만났을 때

• 아래와 같은 루프는 컴파일러에서,

  let arr = [1, 2, 3]
  for value in arr {
  print(value)    // 1 2 3 
  }

• 이처럼 변환되어 코드가 돌아간다고 함....

  var iterator = arr.makeIterator()
  while let value = iterator.next() {
  print(value)    // 1 2 3 
  }

  참고 영상