Apple 에서 공개한 The Swift Programming Language (Swift 5.7) 책의 Extensions 부분1을 번역하고, 설명이 필요한 부분은 주석을 달아서 정리한 글입니다. 전체 번역은 Swift 5.7: Swift Programming Language (스위프트 프로그래밍 언어) 에서 확인할 수 있습니다.
익스텐션 (extensions; 확장)2 은 기존의 클래스나, 구조체, 열거체, 또는 프로토콜 타입에 새로운 기능3 을 추가합니다. 이는 원본 소스 코드에 접근할 수 없는 타입을 확장하는 (소급 적용 모델링 (retroactive modeling)4 이라는) 능력도 포함합니다. 익스텐션은 오브젝티브-C 의 카테고리 (categories; 범주) 와 비슷합니다. (오브젝티브-C 의 카테고리와는 달리, 스위프트의 익스텐션엔 이름이 없습니다.)
스위프트의 익스텐션은 다음을 할 수 있습니다:
스위프트에선, 심지어 프로토콜을 확장하여 자신의 필수 조건에 구현을 제공하거나 추가 기능을 더하는 등의 이점을 준수 타입이 취할 수 있습니다. 더 자세한 내용은, Protocol Extensions (프로토콜 익스텐션; 규약 확장) 부분을 보도록 합니다.
익스텐션은 타입에 새로운 기능을 추가할 순 있지만, 기존 기능을 재정의할 순 없습니다.
익스텐션은 extension 키워드로 선언합니다:
extension SomeType {
// SomeType 에 추가할 새로운 기능은 여기에 둡니다.
}
익스텐션은 기존 타입을 확장하여 하나 이상의 프로토콜을 채택5 하게 할 수 있습니다. 프로토콜 준수성6 을 추가하려면, 클래스나 구조체에 작성하는 것과 똑같이 프로토콜 이름을 작성합니다:
extension SomeType: SomeProtocol, AnotherProtocol {
// 프로토콜의 필수 조건 구현은 여기에 둡니다.
}
이런 식으로 프로토콜 준수성을 추가하는 건 Adding Protocol Conformance with an Extension (익스텐션으로 프로토콜 준수성 추가하기) 에서 설명합니다.
Extending a Generic Type (일반화 타입 확장하기) 에서 설명한 것처럼, 기존 일반화 타입을 확장하는데 익스텐션을 사용할 수 있습니다. Extensions with a Generic Where Clause (일반화 where 절이 있는 익스텐션) 에서 설명한 것처럼, 일반화 타입을 확장하여 조건부로 기능을 추가할 수도 있습니다.
기존 타입에 새로운 기능을 추가하기 위해 익스텐션을 정의하면, 익스텐션 정의 전에 생성한 그 타입의 모든 기존 인스턴스에서도, 새로운 기능을 사용할 수 있습니다.
익스텐션은 기존 타입에 계산 인스턴스 속성 및 계산 타입 속성을 추가할 수 있습니다. 다음 예제는 스위프트의 내장 Double 타입에 다섯 개의 계산 인스턴스 속성을 더하여, 거리 단위 작업에 대한 기초적인 지원을 제공합니다:
extension Double {
var km: Double { return self * 1_000.0 }
var m: Double { return self }
var cm: Double { return self / 100.0 }
var mm: Double { return self / 1_000.0 }
var ft: Double { return self / 3.28084 }
}
let oneInch = 25.4.mm
print("One inch is \(oneInch) meters")
// "One inch is 0.0254 meters" 를 인쇄함
let threeFeet = 3.ft
print("Three feet is \(threeFeet) meters")
// "Three feet is 0.914399970739201 meters" 를 인쇄함
이 계산 속성들은 Double 값이 특정 길이 단위로 고려돼야 함을 표현합니다. 계산 속성으로 구현되긴 했지만, 부동-소수점 글자 값을 써서 거리 변환을 하는 방법으로, 그 글자 값7 에 점 구문으로 이 속성 이름들을 덧붙일 수 있습니다.
이 예제에서, 1.0 이라는 Double 값은 “1 미터” 를 나타내는 것으로 고려합니다. 이것이 계산 속성 m 이 self 를 반환하는 이유입니다-1.m 이라는 표현식은 1.0 이라는 Double 값을 계산하는 것으로 고려합니다.
다른 단위를 미터 측정 값으로 표현하려면 어떠한 변환이 필요합니다. 1 킬로미터는 1,000 미터와 같으므로, km 계산 속성은 1_000.0 을 곱하여 미터로 표현한 수로 변환합니다. 이와 비슷하게, 1 미터는 3.28084 피트이므로, ft 계산 속성은 실제 Double 값을 3.28084 로 나누어서, 피트를 미터로 변환합니다.
이 속성들은 읽기-전용 계산 속성8 이므로, 간결함을 위해, get 키워드 없이 표현합니다. 이들의 반환 값은 Double 타입이며, Double 을 받아들이는 곳마다 수식 계산 안에 사용할 수 있습니다:
let aMarathon = 42.km + 195.m
print("A marathon is \(aMarathon) meters long")
// "A marathon is 42195.0 meters long" 을 인쇄함
익스텐션이 기존 속성에 새로운 계산 속성을 추가할 순 있지만, 저장 속성이나, 속성 관찰자9 를 추가할 순 없습니다.
익스텐션은 기존 타입에 새로운 초기자를 추가할 수 있습니다. 이는 다른 타입을 확장하여 자신이 만든 타입을 초기자 매개 변수로 받아들이거나, 타입의 원본 구현부에선 포함되지 않은 추가적인 초기화 옵션을 제공할 수 있게 합니다.
익스텐션은 클래스에 새로운 편의 초기자를 추가할 수 있지만, 새로운 지명 초기자를 추가하거나 클래스에 정리자를 추가할 순 없습니다. 지명 초기자 및 정리자는 반드시 항상 원본 클래스 구현에서 제공해야 합니다.
자신의 모든 저장 속성에 기본 값을 제공하면서 어떤 초기자도 정의하지 않은 값 타입에 익스텐션으로 초기자를 추가하면, 익스텐션의 초기자 안에서 그 값 타입의 기본 초기자와 멤버 초기자를 호출할 수 있습니다. Initializer Delegation for Value Types (값 타입을 위한 초기자 맡김) 에서 설명한 것처럼, 값 타입의 원본 구현 부분에서 초기자를 작성했으면 이렇지 않을 겁니다.
다른 모듈에서 선언한 구조체에 익스텐션으로 초기자를 추가하면, 새로운 초기자가 정의 모듈에 있는 초기자를 호출하기 전까진 self 에 접근할 수 없습니다.10
아래 예제는 기하학의 사각형을 나타내는 Rect 구조체를 정의합니다. 예제는 Size 와 Point 라는 지원용 구조체 두 개도 정의하는데, 둘 다 자신의 모든 속성에 0.0 이라는 기본 값을 제공합니다:
struct Size {
var width = 0.0, height = 0.0
}
struct Point {
var x = 0.0, y = 0.0
}
struct Rect {
var origin = Point()
var size = Size()
}
Rect 구조체는 자신의 모든 속성에 기본 값을 제공하기 때문에, Default Initializers (기본 초기자) 에서 설명한 것처럼, 자동으로 기본 초기자와 멤버 초기자를 받습니다. 이 초기자들을 사용하여 새로운 Rect 인스턴스를 생성할 수 있습니다:
let defaultRect = Rect()
let memberwiseRect = Rect(origin: Point(x: 2.0, y: 2.0), size: Size(width: 5.0, height: 5.0))
Rect 구조체를 확장하여 특정한 중심점과 크기를 취하는 추가적인 초기자를 제공할 수 있습니다.
extension Rect {
init(center: Point, size: Size) {
let originX = center.x - (size.width / 2)
let originY = center.y - (size.height / 2)
self.init(origin: Point(x: originX, y: originY), size: size)
}
}
이 새로운 초기자의 시작은 제공한 center 점 및 size 값에 기초한 적절한 원점을 계산하는 겁니다. 그런 다음, 적절한 속성에 새로운 원점 및 크기 값을 저장하는, 구조체의 자동 멤버 초기자11 인 init(origin:size:) 를 초기자가 호출합니다.
let centerRect = Rect(center: Point(x: 4.0, y: 4.0), size: Size(width: 3.0, height: 3.0))
// centerRect 의 원점은 (2.5, 2.5) 이고, 크기는 (3.0, 3.0) 임
익스텐션으로 새로운 초기자를 제공한다면, 초기자를 완료하고 나면 확실히 각각의 초기자가 완전히 초기화된다는 걸 여전히 책임져야 합니다.
익스텐션은 기존 타입에 새로운 인스턴스 메소드 및 타입 메소드를 추가할 수 있습니다. 다음 예제는 Int 타입에 repetitions 이라는 새 인스턴스 메소드를 추가합니다:
extension Int {
func repetitions(task: () -> Void) {
for _ in 0..<self {
task()
}
}
}
repetitions(task:) 메소드는 () -> Void 타입의 단일 인자를 취하는데, 이는 매개 변수도 없고 값도 반환하지 않는 함수를 지시합니다.
이 익스텐션의 정의 후엔, 어떤 정수에서든 repetitions(task:) 메소드를 호출하여 그 횟수 만큼의 임무를 수행할 수 있습니다:
3.repetitions {
print("Hello!")
}
// Hello!
// Hello!
// Hello!
익스텐션으로 추가한 인스턴스 메소드는 인스턴스 그 자체를 수정 또는 변경 (mutate) 할 수도 있습니다. self 또는 그것의 속성을 수정하는 구조체 및 열거체 메소드는 반드시 인스턴스 메소드를, 원본 구현에 있는 변경 메소드인 것 같이, mutating 으로 표시해야 합니다.
아래 예제는 square 라는 새 변경 메소드를 스위프트 Int 타입에 추가하는데, 이는 원본 값을 제곱합니다:
extension Int {
mutating func square() {
self = self * self
}
}
var someInt = 3
someInt.square()
// someInt 는 이제 9 임
익스텐션은 기존 타입에 새로운 첨자를 추가할 수 있습니다. 다음 예제는 스위프트 내장 Int 타입에 정수 첨자를 추가합니다. [n] 이라는 이 첨자는 수치 값 오른쪽에서 n 번째 자리의 10진 숫자를 반환합니다.
123456789[0] 은 9 를 반환함123456789[1] 은 8 을 반환함… 등으로 계속됩니다:
extension Int {
subscript(digitIndex: Int) -> Int {
var decimalBase = 1
for _ in 0..<digitIndex {
decimalBase *= 10
}
return (self / decimalBase) % 10
}
}
746381295[0]
// 5 를 반환함
746381295[1]
// 9 를 반환함
746381295[2]
// 2 를 반환함
746381295[8]
// 7 을 반환하
Int 값에 요청한 색인 만큼의 충분한 숫자가 없으면, 마치 수치 값 왼쪽으로 0을 덧댄 것처럼, 첨자 구현이 0 을 반환합니다:
746381295[9]
// 마치 이렇게 요청한 것처럼, 0 을 반환함:
0746381295[9]
익스텐션은 기존의 클래스, 구조체, 및 열거체에 새로운 중첩 타입을 추가할 수 있습니다:
extension Int {
enum Kind {
case negative, zero, positive
}
var kind: Kind {
switch self {
case 0:
return .zero
case let x where x > 0:
return .positive
default:
return .negative
}
}
}
이 예제는 Int 에 새로운 중첩 열거체를 추가합니다. Kind 라는, 이 열거체는 한 특별한 정수가 나타내는 수치 값의 종류를 표현합니다. 특히, 수치 값이 음수인지, 0, 또는 양수인지를 표현합니다.
이 예제는, 그 정수에 대한 적절한 Kind 열거체를 반환하는, kind 라는, 새로운 계산 인스턴스 속성도 Int 에 추가합니다.
이제 어떤 Int 을 가지고도 중첩 열거체를 사용할 수 있습니다:
func printIntegerKinds(_ number: [Int]) {
for number in numbers {
switch number.kind {
case .negative:
print("- ", terminator: "")
case .zero:
print("0 ", terminator: "")
case .positive:
print("+ ", terminator: "")
}
}
print("")
}
printIntegerKinds([3, 19, -27, 0, -6, 0, 7])
// "+ + - 0 - 0 + " 를 인쇄함
printIntegerKinds(_:) 라는, 이 함수는 Int 값의 입력 배열을 취해서 차례대로 그 값들을 반복합니다. 배열의 각 정수마다, 함수가 그 정수의 kind 계산 속성을 고려하여, 적절한 설명을 인쇄합니다.
number.kind가Int.Kind타입인 건 이미 알고 있습니다. 이 때문에,Int.Kind.negative보단.negative와 같이,switch문 안에서 짧게 줄인 형식으로 모든Int.Kindcase 값을 작성할 수 있습니다.
원문은 Extensions 에서 확인할 수 있습니다. ↩
스위프트의 extension 은 확장이라는 의미를 가진 하나의 키워드입니다. 키워드 자체로 사용할 때는 ‘익스텐션’ 이라는 발음 그대로 사용합니다. ↩
‘기능 (functionality) 을 추가한다’ 는 건, 타입의 구조를 바꾸는 저장 속성은 추가하지 않는다는 의미를 이미 내포하고 있습니다. 사실 기능만 추가하기 때문에, 기존 타입의 확장 (extension) 이 가능한 것입니다. ↩
스위프트는, ‘소급 적용 모델링 (retroactive modeling)’ 을 통하여, 스위프트 표준 라이브러리의 타입과 패키지의 타입도 ‘확장’ 할 수 있습니다. ‘소급 적용 모델링’ 에 대한 더 자세한 정보는, 위키피디아의 Retroactive data structure 항목을 보도록 합니다. ↩
‘프로토콜을 채택한다 (adopt)’ 는 건 특정 객체를 정의할 때 프로토콜 이름도 붙여서 그 프로토콜을 따르도록 한다는 의미입니다. 한편, 프로토콜을 ‘준수한다 (conform)’ 는 건 모든 프로토콜 필수 조건을 구현하여 이를 만족한다는 의미입니다. ↩
바로 앞 주석에서 설명한 것처럼, ‘프로토콜 준수성 (conformance) 을 추가한다’ 는 건 모든 프로토콜 필수 조건에 대한 구현을 제공한다는 의미입니다. 이렇게 필수 조건에 대한 구현을 제공하려면, 먼저 프로토콜을 채택 (adopt) 해야 합니다. ↩
‘글자 값 (leteral)’ 은 ‘글자 자체의 의미를 가진 값’ 정도로 이해할 수 있습니다. 예를 들어, 코드에서 0 을 입력할 때 실제로는 문자 ‘0’ 이지만, let a = 0 이라고 하면, 컴파일러가 이 0 을 ‘0’ 이라는 정수로 이해합니다. 이런 상황에서의 0 을 정수 ‘글자 값 (literal)’ 이라고 합니다. ↩
설정자 (setter) 없이 획득자 (getter) 만 있으므로 읽기-전용 계산 속성입니다. ↩
‘속성 관찰자 (property observers)’ 는 원래 저장 속성에만 추가할 수 있는 것으로, 계산 속성의 경우 속성이 바뀌는 시점을 자신이 알 수 있어서 속성 관찰자가 필요 없습니다. 속성 관찰자에 대한 더 자세한 정보는, Properties (속성) 장의 Property Observers (속성 관찰자) 부분을 보도록 합니다. ↩
익스텐션으로 추가할 수 있는 초기자는 사실상 편의 초기자 역할을 합니다. 구조체의 경우 편의 초기자와 지명 초기자라는 구분은 없지만, 익스텐션으로 추가하는 초기자는 기존 초기자를 활용하여 초기화를 수행합니다. 실제 인스턴스의 전체 메모리를 초기화하는 것은 기존 초기자입니다. ↩
‘자동 멤버 초기자 (autumatic memberwise initializer)’ 라는 이름은 이 ‘멤버 초기자’ 가 명시적인 구현없이, 스위프트의 컴파일러에 의해 자동으로 제공되기 때문에 붙은 이름입니다. ↩