The Rust Programming Language

구조체 정의와 인스턴스 생성

구조체는 “튜플 타입” 섹션에서 다룬 튜플과 유사하게, 여러 관련 값을 함께 담는다. 튜플과 마찬가지로 구조체의 각 부분은 서로 다른 타입을 가질 수 있다. 하지만 튜플과 달리, 구조체에서는 각 데이터 조각에 이름을 붙여 값의 의미를 명확히 할 수 있다. 이러한 이름 덕분에 구조체는 튜플보다 더 유연하다. 인스턴스의 값을 지정하거나 접근할 때 데이터의 순서에 의존할 필요가 없다.

구조체를 정의하려면 struct 키워드를 사용하고 구조체 전체에 이름을 붙인다. 구조체의 이름은 함께 그룹화된 데이터 조각의 의미를 잘 설명해야 한다. 그런 다음 중괄호 안에 데이터 조각의 이름과 타입을 정의하는데, 이를 _필드_라고 부른다. 예를 들어, Listing 5-1은 사용자 계정 정보를 저장하는 구조체를 보여준다.

struct User {
    active: bool,
    username: String,
    email: String,
    sign_in_count: u64,
}

fn main() {}

구조체를 정의한 후에는 각 필드에 구체적인 값을 지정해 구조체의 _인스턴스_를 생성한다. 구조체의 이름을 명시한 다음 중괄호 안에 키: 값 쌍을 추가해 인스턴스를 만든다. 여기서 키는 필드의 이름이고, 값은 해당 필드에 저장할 데이터이다. 필드는 구조체에서 선언한 순서와 동일하게 지정할 필요는 없다. 즉, 구조체 정의는 타입에 대한 일반적인 템플릿 역할을 하고, 인스턴스는 이 템플릿에 특정 데이터를 채워 타입의 값을 생성한다. 예를 들어, Listing 5-2와 같이 특정 사용자를 선언할 수 있다.

struct User {
    active: bool,
    username: String,
    email: String,
    sign_in_count: u64,
}

fn main() {
    let user1 = User {
        active: true,
        username: String::from("someusername123"),
        email: String::from("someone@example.com"),
        sign_in_count: 1,
    };
}

구조체에서 특정 값을 가져오려면 점 표기법을 사용한다. 예를 들어, 이 사용자의 이메일 주소에 접근하려면 user1.email을 사용한다. 인스턴스가 가변적이라면, 점 표기법을 사용해 특정 필드에 값을 할당하여 값을 변경할 수 있다. Listing 5-3은 가변 User 인스턴스의 email 필드 값을 변경하는 방법을 보여준다.

struct User {
    active: bool,
    username: String,
    email: String,
    sign_in_count: u64,
}

fn main() {
    let mut user1 = User {
        active: true,
        username: String::from("someusername123"),
        email: String::from("someone@example.com"),
        sign_in_count: 1,
    };

    user1.email = String::from("anotheremail@example.com");
}

전체 인스턴스가 가변적이어야 한다는 점에 유의한다. Rust는 특정 필드만 가변적으로 표시하는 것을 허용하지 않는다. 다른 표현식과 마찬가지로, 함수 본문의 마지막 표현식으로 구조체의 새 인스턴스를 생성해 암묵적으로 새 인스턴스를 반환할 수 있다.

Listing 5-4는 주어진 이메일과 사용자 이름으로 User 인스턴스를 반환하는 build_user 함수를 보여준다. active 필드는 true 값을, sign_in_count 필드는 1 값을 가진다.

struct User {
    active: bool,
    username: String,
    email: String,
    sign_in_count: u64,
}

fn build_user(email: String, username: String) -> User {
    User {
        active: true,
        username: username,
        email: email,
        sign_in_count: 1,
    }
}

fn main() {
    let user1 = build_user(
        String::from("someone@example.com"),
        String::from("someusername123"),
    );
}

함수 매개변수의 이름을 구조체 필드와 동일하게 짓는 것이 합리적이지만, email과 username 필드 이름과 변수를 반복해야 하는 것은 다소 지루할 수 있다. 구조체에 더 많은 필드가 있다면, 각 이름을 반복하는 것이 더 번거로울 것이다. 다행히 편리한 단축 문법이 있다!

필드 초기화 축약 문법 사용하기

리스트 5-4에서 매개변수 이름과 구조체 필드 이름이 정확히 동일하기 때문에, _필드 초기화 축약 문법_을 사용해 build_user 함수를 다시 작성할 수 있다. 이렇게 하면 동일한 동작을 유지하면서 username과 email의 반복을 줄일 수 있다. 리스트 5-5에서 이를 확인할 수 있다.

struct User {
    active: bool,
    username: String,
    email: String,
    sign_in_count: u64,
}

fn build_user(email: String, username: String) -> User {
    User {
        active: true,
        username,
        email,
        sign_in_count: 1,
    }
}

fn main() {
    let user1 = build_user(
        String::from("someone@example.com"),
        String::from("someusername123"),
    );
}

여기서는 User 구조체의 새 인스턴스를 생성한다. 이 구조체에는 email이라는 필드가 있다. build_user 함수의 email 매개변수 값을 email 필드에 설정하려고 한다. email 필드와 email 매개변수의 이름이 동일하기 때문에 email: email 대신 단순히 email만 작성하면 된다.

구조체 업데이트 문법을 사용해 다른 인스턴스로부터 인스턴스 생성하기

기존 구조체 인스턴스의 대부분의 값을 그대로 사용하면서 일부만 변경해 새로운 인스턴스를 생성하는 경우가 많다. 이때 구조체 업데이트 문법을 사용할 수 있다.

먼저, 리스팅 5-6에서는 업데이트 문법 없이 user2라는 새로운 User 인스턴스를 생성하는 일반적인 방법을 보여준다. email에 새로운 값을 설정하고, 나머지 필드는 리스팅 5-2에서 생성한 user1의 값을 그대로 사용한다.

struct User {
    active: bool,
    username: String,
    email: String,
    sign_in_count: u64,
}

fn main() {
    // --snip--

    let user1 = User {
        email: String::from("someone@example.com"),
        username: String::from("someusername123"),
        active: true,
        sign_in_count: 1,
    };

    let user2 = User {
        active: user1.active,
        username: user1.username,
        email: String::from("another@example.com"),
        sign_in_count: user1.sign_in_count,
    };
}

구조체 업데이트 문법을 사용하면 더 적은 코드로 동일한 결과를 얻을 수 있다. 리스팅 5-7에서와 같이 .. 문법은 명시적으로 설정하지 않은 나머지 필드가 주어진 인스턴스의 필드와 동일한 값을 가지도록 지정한다.

struct User {
    active: bool,
    username: String,
    email: String,
    sign_in_count: u64,
}

fn main() {
    // --snip--

    let user1 = User {
        email: String::from("someone@example.com"),
        username: String::from("someusername123"),
        active: true,
        sign_in_count: 1,
    };

    let user2 = User {
        email: String::from("another@example.com"),
        ..user1
    };
}

리스팅 5-7의 코드도 user2 인스턴스를 생성하며, email 값은 다르지만 username, active, sign_in_count 필드는 user1과 동일한 값을 가진다. ..user1은 반드시 마지막에 위치해야 하며, 이는 나머지 필드가 user1의 해당 필드에서 값을 가져오도록 지정한다. 하지만 원하는 순서대로 원하는 만큼의 필드에 값을 지정할 수 있으며, 이는 구조체 정의에서 필드가 정의된 순서와 무관하다.

구조체 업데이트 문법은 할당처럼 =를 사용한다. 이는 데이터를 이동시키기 때문이며, 이전에 “변수와 데이터 상호작용: 이동” 섹션에서 본 것과 동일하다. 이 예제에서는 user2를 생성한 후 user1을 더 이상 사용할 수 없다. 왜냐하면 user1의 username 필드에 있는 String이 user2로 이동했기 때문이다. 만약 user2에 email과 username 모두 새로운 String 값을 주고, active와 sign_in_count 값만 user1에서 가져왔다면, user2를 생성한 후에도 user1은 여전히 유효할 것이다. active와 sign_in_count는 Copy 트레이트를 구현하는 타입이므로, “스택 전용 데이터: 복사” 섹션에서 논의한 동작이 적용된다. 이 예제에서는 user1.email을 여전히 사용할 수 있는데, 그 값이 이동되지 않았기 때문이다.

이름 없는 필드로 구성된 튜플 구조체 사용하기

Rust는 튜플과 유사한 구조체인 _튜플 구조체_를 지원한다. 튜플 구조체는 구조체 이름이 제공하는 의미를 가지지만, 필드에 이름을 붙이지는 않는다. 대신 필드의 타입만 지정한다. 튜플 구조체는 전체 튜플에 이름을 부여하고, 다른 튜플과 구별되는 타입을 만들고 싶을 때 유용하다. 또한 일반 구조체처럼 각 필드에 이름을 붙이는 것이 번거롭거나 불필요한 경우에도 사용할 수 있다.

튜플 구조체를 정의하려면 struct 키워드와 구조체 이름을 쓰고, 그 뒤에 튜플의 타입을 나열한다. 예를 들어, Color와 Point라는 두 개의 튜플 구조체를 정의하고 사용해 보자:

struct Color(i32, i32, i32);
struct Point(i32, i32, i32);

fn main() {
    let black = Color(0, 0, 0);
    let origin = Point(0, 0, 0);
}

black과 origin 값은 서로 다른 튜플 구조체의 인스턴스이기 때문에 다른 타입이다. 각 구조체는 고유한 타입이며, 구조체 내부의 필드가 동일한 타입을 가질지라도 서로 다른 타입으로 간주된다. 예를 들어, Color 타입의 매개변수를 받는 함수는 Point 타입의 인자를 받을 수 없다. 두 타입 모두 세 개의 i32 값으로 구성되어 있더라도 말이다. 그 외에는 튜플 구조체 인스턴스는 튜플과 유사하게 동작한다. 개별 요소로 분해할 수 있고, . 뒤에 인덱스를 붙여 개별 값에 접근할 수 있다. 튜플과 달리, 튜플 구조체를 분해할 때는 구조체의 타입을 명시해야 한다. 예를 들어, let Point(x, y, z) = point와 같이 작성한다.

필드가 없는 유닛 구조체

필드가 없는 구조체도 정의할 수 있다! 이를 유닛 구조체라고 부르며, 이는 “튜플 타입” 섹션에서 언급한 () 유닛 타입과 유사하게 동작한다. 유닛 구조체는 어떤 타입에 대해 트레이트를 구현해야 하지만, 그 타입 자체에 저장할 데이터가 없을 때 유용하다. 트레이트에 대해서는 10장에서 자세히 다룰 것이다. 다음은 AlwaysEqual이라는 유닛 구조체를 선언하고 인스턴스를 생성하는 예제이다:

struct AlwaysEqual;

fn main() {
    let subject = AlwaysEqual;
}

AlwaysEqual을 정의하려면 struct 키워드와 원하는 이름을 사용한 뒤 세미콜론을 붙인다. 중괄호나 괄호는 필요 없다! 그런 다음 subject 변수에 AlwaysEqual의 인스턴스를 생성할 수 있다. 이때도 중괄호나 괄호 없이 정의한 이름만 사용한다. 나중에 이 타입에 대해 모든 AlwaysEqual 인스턴스가 다른 타입의 모든 인스턴스와 항상 동일하도록 동작을 구현할 수 있다. 예를 들어 테스트 목적으로 알려진 결과를 얻기 위해 사용할 수 있다. 이러한 동작을 구현하기 위해 데이터는 필요하지 않다! 10장에서는 트레이트를 정의하고 유닛 구조체를 포함한 모든 타입에 이를 구현하는 방법을 배울 것이다.

struct User {
    active: bool,
    username: &str,
    email: &str,
    sign_in_count: u64,
}

fn main() {
    let user1 = User {
        active: true,
        username: "someusername123",
        email: "someone@example.com",
        sign_in_count: 1,
    };
}

$ cargo run
   Compiling structs v0.1.0 (file:///projects/structs)
error[E0106]: missing lifetime specifier
 --> src/main.rs:3:15
  |
3 |     username: &str,
  |               ^ expected named lifetime parameter
  |
help: consider introducing a named lifetime parameter
  |
1 ~ struct User<'a> {
2 |     active: bool,
3 ~     username: &'a str,
  |

error[E0106]: missing lifetime specifier
 --> src/main.rs:4:12
  |
4 |     email: &str,
  |            ^ expected named lifetime parameter
  |
help: consider introducing a named lifetime parameter
  |
1 ~ struct User<'a> {
2 |     active: bool,
3 |     username: &str,
4 ~     email: &'a str,
  |

For more information about this error, try `rustc --explain E0106`.
error: could not compile `structs` (bin "structs") due to 2 previous errors