[Swift] 열거형(Enumeration)

1. 열거형 문법
2. switch문과 사용하기
3. 열거형의 케이스들을 반복하고 싶을 때(CaseIterable 프로토콜)
4. 연관값(Associated Values)
4-1. if, switch, guard, for, while문과 연관값 매칭 to be continued,,
5. 원시값(Raw Values)
5-1. 암시적으로 할당된 원시값(Implicitly Assigned Raw Values)
5-2. 원시값으로 초기화(Initializing from a Raw Value)
6. 재귀 열거형(Recursive Enumerations)
7. 열거형의 케이스들을 비교하고 싶을 때(Comparable 프로토콜)
8. 메소드

 

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열거형(enumeration)은 관련된 값으로 이루어진 그룹을 하나의 일반적인 타입으로 정의해서 코드에 타입 안정성을 보장한다.

swift의 열거형은 클로저처럼 1급 객체이다.
1. 계산 프로퍼티(computed property)를 가질 수 있다. 열거형의 현재 값에 대한 추가적인 정보를 제공하기 위한 수단으로 사용된다.
2. 인스턴스 메소드(instance method)를 가질 수 있다. 열거형이 나타내는 값에 관련된 추가 기능을 제공한다.
3. 생성자(initializer)를 가질 수 있습니다. 열거형 케이스의 기본값을 제공하기 위해 사용한다.
4. 기존 구현에서 확장(extension)을 할 수 있다.
5. 프로토콜(protocol)을 채택할 수 있다.
6. 저장 프로퍼티를 가질 수 없다. 열거형은 값 타입이라는 점에서 참조 타입인 클래스와 다르다.

 

1. 열거형 문법

열거형은 클래스와 구조체처럼 enum 키워드를 통해 선언하고, 필요한 만큼 케이스들을 나열하면 된다. 각 케이스는 그 자체가 고유한 값이 된다.

 

enum SomeEnumeration {
    case CaseName1 
    case CaseName2
}

enum CompassPoint {
    case north
    case south
    case east
    case west
}

• north, south, east, west들은 열거형의 케이스(cases)들로, case 키워드를 사용해 정의되었다.

 

enum Planet {
    case mercury, venus, earth, mars, jupiter, saturn, uranus, neptune
}

• 여러 개의 케이스들은 콤마로 구분하여 한 줄로 쓸 수 있다.

 

var directionToHead = CompassPoint.west
directionToHead = .east // 타입 생략

• 열거형도 타입이기 때문에 다른 타입처럼 UpperCamelCase로 대문자로 시작하는 단수형 이름으로 네이밍한다. 각 케이스들은 lowerCamelCase를 따르기에 소문자로 시작한다.
• 또한 열거형을 호출한 이후와 같이 타입 추론이 가능한 경우에는 타입명을 생략할 수도 있다.

 

2. switch문과 사용하기

enum은 switch문과 쓰는 경우가 많다. 열거형은 한정된 케이스들을 바탕으로 하기에, switch문의 분기처리 방식과 최적의 조합이다.

 

directionToHead = .south

switch directionToHead {
case .north:
    print("Lots of planets have a north")
case .south:
    print("Watch out for penguins")
case .east:
    print("Where the sun rises")
case .west:
    print("Where the skies are blue")
}

 

let somePlanet = Planet.earth
switch somePlanet {
case .earth:
    print("Mostly harmless")
default:
    print("Not a safe place for humans")
}

• switch문은 반드시 열거형의 모든 case들을 완전히 포함해야 한다. 컴파일러는 열거형의 케이스들이 한정되어 있다고 인지하기 때문에, 모든 case들에 대한 처리를 작성했다면 default를 쓰지 않아도 된다.
• 만약 case 하나라도 생략하면 default를 꼬옥 써야 한다.

 

3. 열거형의 케이스들을 반복하고 싶을 때

열거형의 모든 케이스들을 순회하고 싶을 때, CaseIterable 프로토콜을 채택하면 allCases라는 타입 프로퍼티를 사용할 수 있다. 이 프로퍼티는 배열과 같은 콜렉션처럼 취급되며, 케이스들의 개수(.count), for문을 통한 순회 등을 할 수 있다.

 

enum Beverage: CaseIterable {
    case coffee, tea, juice
}

let numberOfChoices = Beverage.allCases.count // 3

for beverage in Beverage.allCases {
    print(beverage)
}
// coffee
// tea
// juice

 

But,, CaseIterable 프로토콜을 채택한다고 다 allCases 프로퍼티를 사용할 수 있는 것은 아니다. 열거형의 케이스가 연관값을 가지거나, 특정 케이스가 @available 키워드를 통해 특정 플랫폼에서 사용 조건이 추가되는 경우에는 직접 allCases 프로퍼티를 구현해줘야 한다.

 

4. 연관값(Associated Values)

특정 케이스에 추가 정보를 저장하기 위함. 연관값은 어떤 자료형이든 가능하고, 개수의 제한도 없고, 케이스 별로 다른 자료형의 연관값을 가질 수 있다.

참고로, 후술할 원시값과 연관값은 동시에 사용하는 것이 불가넝하다!

 

// 1️⃣
enum Code {
    case barCode(Int, Int, Int, Int)
    case qrCode(name: String)
        case codeBlue
}

// 2️⃣
var productBarcode = Code.barCode(8, 85909, 51226, 3)
productBarcode = .qrCode(name: "ABCDEFG")

// 3️⃣
switch productBarcode {
case .barCode(let numberSystem, let manufacturer, let product, let check):
    print("UPC: \(numberSystem), \(manufacturer), \(product), \(check).")
case .qrCode(var productCode):
    print("QR code: \(productCode).")
case .codeBlue:
    print("코드 블루")
}

// 4️⃣
switch productBarcode {
case let .barCode(numberSystem, manufacturer, product, check):
    print("UPC : \(numberSystem), \(manufacturer), \(product), \(check).")
case var .qrCode(productCode):
    print("QR code: \(productCode).")
case .codeBlue:
    print("코드 블루")
}

• 1️⃣
  • 케이스 이름 옆에 튜플 형태로 케이스의 연관값으로 원하는 자료형을 튜플 형태로 명시하면 된다.
    • 앞에 레이블을 붙이는 네임드 튜플도 가능하다!
  • 다른 케이스들이 연관값을 갖는다고 모든 케이스들이 연관값을 가질 필요는 없다.
• 2️⃣
  • 열거형을 생성/초기화할 때 연관값의 값을 함께 전달해준다.
• 3️⃣, 4️⃣
  • 열거형의 연관값과 switch문을 사용하여 값을 추출할 수 있다.
  • case .연관값(var/let 변수명) 혹은 case var/let .연관값(변수명)으로 바인딩하여 매칭되는 연관값을 꺼내서 사용할 수 있다.
    • 모든 연관값이 동일하게 변수/상수로 추출된다면, 케이스 앞에 한 번만 쓸 수도 있다.

 

5. 원시값(Raw Values)

열거형의 케이스는 미리 정해진 값, 원시값을 가질 수 있다. 케이스는 항상 다른 원시값을 가지며, 케이스 별 매칭값으로 생각하면 된다. 원시값의 자료형이 한 번 선언되면 케이스들은 모두 같은 자료형의 원시값을 가져야 한다. Hashable 프로토콜을 따르는 모든 타입들만 원시값의 자료형으로 사용 가능하다. 즉, 모든 케이스는 동일한 자료형으로 원시값을 가져야 하고, 케이스 별 원시값은 하나의 값만 가져야 한다. 또한 선언시점에 저장한 원시값은 나중에 바꿀 수 없습니다. 원시값을 저장하는 부분은 생략도 가능합니다. 생략할 경우, 자료형 마다 각각 원시값 규칙이 존재합니다.

 

enum ASCIIControlCharacter: Character {
    case tab = "\t"
    case lineFeed = "\n"
    case carriageReturn = "\r"
}

• 케이스 별로 Character 타입 아스키 값을 저장하고 있다.

 

5-1. 암시적으로 할당된 원시값(Implicitly Assigned Raw Values)

원시값의 자료형으로 정수나 문자열을 사용할 수 있는데, 각 케이스 별로 꼭 명시적으로 원시값을 할당할 필요가 없다. 만약 원시값을 할당하지 않으면 swift에서 자동으로 값을 할당해준다. 원시값의 자료형이 Int형이라면 첫 케이스는 0으로 정의되고, 차례대로 +1씩된 값으로 자동 지정된다. String형이라면 케이스의 이름을 원시값으로 사용한다.

But,, Character형은 알잘딱깔센이 불가넝하고 직접 할당해줘야 한다. 직접 할당해주지 않으면 컴파일 에러 발생!

 

enum Planet: Int {
    case mercury = 1, venus, earth, mars, jupiter, saturn, uranus, neptune
}

enum CompassPoint: String {
    case north, south, east, west
}

let earthsOrder = Planet.earth.rawValue // 3

let sunsetDirection = CompassPoint.west.rawValue // "west"

• mercury에 1을 지정하면, 컴파일러는 mercury 다음 케이스들의 원시값으로 +1씩된 값으로 자동 할당해준다. 그래서 earthsOrder의 원시값이 3이 된다.
• String 타입을 원시값의 자료형으로 지정해주고 초기화시키지 않았다면, 케이스의 이름을 원시값으로 가져온다. 따라서 west 케이스는 “west”를 원시값으로 가지게 된다.

 

[실험 1] Q. 만약에 케이스 간의 공차가 1이 아닌 3으로 공차수열처럼 만들 수 없을까?

A. 불가능하다! 원시값을 할당한 케이스에 닿기 이전까지 첫 케이스 0부터 1씩 증가하고, 케이스 이후로도 1씩 증가한다,,

 

enum DataStructure: Int, CaseIterable {
    case array
    case linkedList
    case stack = 9
    case queue = 12
    case heap
    case tree
    case hashTable
    case graph
}

for item in DataStructure.allCases {
    print(item.rawValue)
}

 

0
1
9
12
13
14
15
16

 

[실험 2] Q. 케이스의 원시값이 0일 수 있을까?

A. 가장 처음 케이스를 0으로 설정하거나, 모든 케이스들에 원시값을 할당하지 않았다면 가능하다!
다만, 중간 케이스를 0으로 설정하면 Raw value for enum case is not unique라는 에러가 뜬다.

 

enum DataStructure: Int, CaseIterable {
    case array = 0
    case linkedList
    case stack
    case queue
    case heap
    case tree
    case hashTable
    case graph
}

 

enum DataStructure: Int, CaseIterable {
    case array
    case linkedList
    case stack
    case queue
    case heap
    case tree
    case hashTable
    case graph
}

 

0
1
2
3
4
5
6
7

 

enum DataStructure: Int, CaseIterable {
    case array
    case linkedList
    case stack
    case queue
    case heap = 0
    case tree
    case hashTable
    case graph
}

 

[실험 3] Q. 케이스의 원시값이 음수일 수 있을까?

A. 가장 처음 케이스나 중간 케이스를 음수로 설정해봤더니 가능하다! 물론 원시값을 넣어준 케이스에 오기 전까지 1씩 증가하는 형태였다.

 

enum DataStructure: Int, CaseIterable {
    case array = -100
    case linkedList
    case stack
    case queue
    case heap = -10
    case tree
    case hashTable
    case graph
}

 

-100 // array
-99
-98
-97
-10 // heap
-9
-8
-7

 

5-2. 원시값으로 초기화(Initializing from a Raw Value)

원시값을 통해 열거형 변수/상수를 생성/초기화해줄 수 있다. 원시값과 매칭되는 케이스가 없다면, 원시값을 통해 초기화한 인스턴스는 옵셔널 타입이다. 즉, 만약 없는 원시값을 통해 열거형을 생성하려고 한다면 nil을 반환한다.

 

enum Planet: Int {
    case mercury, venus, earth, mars, jupiter, saturn, uranus, neptune
}

let possiblePlanet = Planet(rawValue: 2)

let positionToFind = 2
if let somePlanet = Planet(rawValue: positionToFind) {
    switch somePlanet {
    case .earth:
        print("💚")
    default:
        print("💙")
    }
} else {
    print("💜")
}

• 원시값을 직접 할당하지 않으면 가장 첫 케이스부터 0으로 자동 배정해주기 때문에 possiblePlanet는 Planet.earth가 되지만, 옵셔널 Planet 타입이다. 따라서 사용하려면 옵셔널 바인딩이 필요하다.
• positionToFind가 2라면 옵셔널 바인딩된 somePlanet이 Planet.earth로 초록색 하트가 출력된다.
  • 3이라면 파란색 하트가 출력된다. 존재하는 원시값으로 옵셔널 바인딩을 통과하지만 Planet.earth가 아니기 때문에 default문에 걸린다.
  • -1이라면 보라색 하트가 출력된다. Planet에 없는 원시값으로 옵셔널이기에.

 

[실험 4] Q. 만약에 없는 원시값으로 열거형을 초기화한다면?

A. 옵셔널 Planet 타입이지만, 열거형에 없는 원시값이므로 값은 nil이 된다. 또한 원시값도 nil이 된다.

 

let samplePlanet = Planet(rawValue: -1)

print(samplePlanet) // nil
print(samplePlanet?.rawValue) // nil
print(samplePlanet is Planet) // false
print(samplePlanet is Planet?) // true

 

6. 재귀 열거형(Recursive Enumerations)

다른 혹은 같은 열거형의 인스턴스를 연관값으로 가지는 열거형이다. 열거형의 케이스가 재귀적임을 나타내기 위해 indirect 키워드를 붙이는데, 재귀하는 케이스 앞에 붙이거나(1️⃣) 혹은 모든 케이스들에 대해 적용하고 싶을 때에는 열거형 선언 전에 붙인다(2️⃣).

 

// 1️⃣
enum ArithmeticExpression {
    case number(Int)
    indirect case addition(ArithmeticExpression, ArithmeticExpression)
    indirect case multiplication(ArithmeticExpression, ArithmeticExpression)
}

// 2️⃣
indirect enum ArithmeticExpression {
    case number(Int)
    case addition(ArithmeticExpression, ArithmeticExpression)
    case multiplication(ArithmeticExpression, ArithmeticExpression)
}

 

let five = ArithmeticExpression.number(5)
let four = ArithmeticExpression.number(4)
let sum = ArithmeticExpression.addition(five, four)
let product = ArithmeticExpression.multiplication(sum, ArithmeticExpression.number(2))

func evaluate(_ expression: ArithmeticExpression) -> Int {
    switch expression {
    case let .number(value):
        return value
    case let .addition(left, right):
        return evaluate(left) + evaluate(right)
    case let .multiplication(left, right):
        return evaluate(left) * evaluate(right)
    }
}

print(evaluate(product)) // 18

 

이진 탐색 트리 등 순환 알고리즘을 구현할 때에도 indirect 키워드를 사용할 수 있다. 이거슨 to be continued,,

 

7. 비교 가능한 열거형

열거형은 Comparable 프로토콜을 채택하면 각 케이스들을 비교할 수 있다. 케이스는 앞에 위치할수록 크기가 작다.

 

8. 메소드

열거형에도 메소드를 추가하여 사용할 수 있다.

enum DataStructure: String, CaseIterable {
    case array = "배열(Array)"
    case linkedList = "연결 리스트(Linked List)"
    case stack = "스택(Stask)"
    case queue = "큐(Queue)"
    case heap = "힙(Heap)"
    case tree = "트리(Tree)"
    case hashTable = "해시 테이블(Hash Table)"
    case graph = "그래프(Graph)"
    
    func description() -> String {
        let feature: String
        
        switch self {
        case .array: feature = "데이터 요소를 순차적으로 메모리에 저장하는 선형 자료구조"
        case .linkedList: feature = "데이터 요소의 노드가 다음 요소를 가리키는 포인터로 구정된 자료구조"
        case .stack: feature = "LIFO(Last In First Out). 후입선출로 동작하는 자료구조"
        case .queue: feature = "FIFO(First In First Out). 선입선출로 동작하는 자료구조"
        case .heap: feature = "최대값/최소값을 찾아내기 위해 완전이진트리를 기본으로 한 자료구조"
        case .tree: feature = "계층적인 구조를 가지는 자료구조"
        case .hashTable: feature = "키(key)-값(value) 쌍을 저장하는 자료구조"
        case .graph: feature = "노드(정점)와 노드를 연결하는 간선(엣지)으로 구성된 자료구조"
        }
        
        return "\(self.rawValue): \(feature)"
    }
}

print(DataStructure.hashTable.description()) // 해시 테이블(Hash Table): 키(key)-값(value) 쌍을 저장하는 자료구조

 

 

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참고 자료

• 야곰, 스위프트 프로그래밍: Swift 5, 한빛미디어, 2019, 102-113.
• https://youtu.be/uKJiaYYNJN4?si=siWF6BEqJjlQQpEE
• https://bbiguduk.gitbook.io/swift/language-guide-1/enumerations
• https://babbab2.tistory.com/117

Swift) 열거형(Enumeration) 심화편

• https://sweetfood-dev.github.io/swift/enumerations1-AssociatedValue/

[Swift] 연관값 (Associated Values)

• https://velog.io/@yeahg_dev/Swift-Language-Guide-Enumerations열거형

[Swift Language Guide] Enumerations(열거형)

• https://jcsoohwancho.github.io/2019-08-18-enum-살펴보기-사용법/

enum 살펴보기 - 사용법

• https://velog.io/@lina0322/Swift공식문서-읽기Enumerations

[Swift 공식문서 읽기]Enumerations

• https://onelife2live.tistory.com/13

[Swift] Enum 열거형 정복하기 1편 (Raw, Associated Values)