[Swift 문법] Swift 공식 문서 정리 - 2 - Basic Operators (연산자)

이번 글에서는 공식 문서의 2번째 단원인 Basic Operators를 모두 읽고 정리한 글을 써보자

 

Apple 공식 문서 2단원 Basic Operators

Basic Operators

Operators(연산자)는 값을 확인, 변경 또는 결합하는 데 사용하는 특수 기호 또는 Phrase이다.

예를 들어 + 연산자나 && 연산자가 있다.

Swift는 C언어 연산자의 여러 코딩 오류를 제거하기 위해 기능을 향상시킨 연산자를 지원한다.

= 연산자는 값을 반환하지 않는데 이는 == 연산자와의 혼동에 의해 실수로 사용되지 않도록 하기 위해서다.

산술 연산자(+,-,*,/)는 값 오버플로를 감지하고 오류를 발생시키기 때문에 허용된 값보다 크거나 작은 숫자를 사용할 수 없게 도와준다.

Swift는 C에서는 찾을 수 없는 ..<, ... 와 같은 범위 연산자를 제공한다.

이번 글에서는 Swift의 일반 연산자에 대해 설명한다.

나중에 있을 Advanced Operators 단원에서는 사용자 정의 연산자를 정의하고 표준 연산자를 구현하는 방법에 대해 설명한다.

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Terminology

연산자는 unary(단항), binary(이항), 또는 ternary(삼항)이다.

unary 연산자는 한 개의 대상이 있는 연산자이다(예 -1). Unray prefix 연산자는 대상 앞에 바로 나타나고 (예 !a) Unray postfix 연산자는 대상 뒤에 바로 나타난다.(예 a!)

Binary 연산자는 두 개의 대상이 있는 연산자이다 (예 2+3). 두 대상 사이에 위치가 고정된다.

Ternary 연산자는 세 개의 대상이 있는 연산자이다. Swift에는 c언어와 마찬가지로 하나의 삼항 연산자가 있다.

a ? b : c 라고 쓰이는 조건 연산자만이 유일한 삼항 연산자이다.

연산자가 영향을 주는 값은 operands(피연산자)이다. 1 + 2에서 +는 연산자이고 1,2는 피연산자이다.

Assignment Operator

Assignment Operator는 대입 연산자로 아래와 같이 쓰인다.

let b \= 10 
var a \= 5 
a \= b 
// a is now equal to 10

a 값을 b 값으로 초기화하거나 업데이트한다.

let (x, y) \= (1, 2) 
// x is equal to 1, and y is equal to 2

만약 우변에 여러 값을 가진 튜플인 경우 해당 원소를 위의 코드와 같이 한 번에 여러 상수 또는 변수로 분해할 수 있다.

C, Objective-C의 대입 연산자와 달리 Swift의 대입 연산자는 값을 반환하지 않는다.

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ArithmeticOperators

Arithmetic Operators는 산술 연산자로 모든 숫자 유형에 대해 4가지 표준 산술 연산자를 지원한다.

덧셈 +, 뺄셈 -, 곱셈 *, 나눗셈 /

C언어와 Objective-C의 산술 연산자와 달리 Swift의 산술 연산자는 값 오버플로를 허용하지 않는데, 오버플로 연산자를 사용하면 오버플로가 발생했을 때의 실행을 제어할 수 있는데 이는 나중에 Advanced Operator 단원에서 알아보도록 하자.

덧셈 연산자는 String 자료형에서도 사용할 수 있다.

"hello" + "world" 
// equals "hello world"

Remainder Operator

remainder Operator는 나머지 연산자로 a % b와 같이 사용할 수 있다.

a를 b로 나누었을 때 나머지를 결과로 반환한다.

나머지가 나오게 되는 원리는 다음과 같다.

a = (b * 곱해질 값) + 나머지

여기서 곱해질 값은 a를 b로 나눈 몫이 된다.

즉 만약 a = 9, b = 4라면 곱해질 값은 2, 나머지는 1이 된다. ( 9 = ( 4 * 2) + 1 )

음수일 경우에도 동일하게 나머지를 구할 수 있다.

a = -9, b = 4라면 -9 = (4 * -2) + ( -1) 이 되기 때문에 나머지는 -1이 된다.

계산 시 b의 부호는 무시되기 때문에 a % b나 a % -b의 결과는 같다.

Unary Minus Operator

Unary Minus Operator는 숫자 앞에 붙어 바로 해당 숫자에 -1을 곱해준다고 볼 수 있다.

let three = 3
let minusThree = -three       // minusThree equals -3
let plusThree = -minusThree   // plusThree equals 3, or "minus minus three"

Unary Plus Operator

Unary Plus Operator는 숫자 앞에 붙어 해당 숫자에 +1을 곱해준다고 볼 수 있다.

let minusSix = -6
let alsoMinusSix = +minusSix  // alsoMinusSix equals -6

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Compound Assignment Operators

C언어와 마찬가지로 Swift에서도 Compound Assignment Operators (복합 할당 연산자)를 제공한다. +=와 같은 연산자가 이에 해당된다.

var a = 1
a += 2
// a is now equal to 3

a += 2는 a = a + 2의 줄임말이다.

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Comparison Operators

Comparison Operators는 비교 연산자로 다음과 같이 존재한다.

==, !=, > , < , >=, <=

Swift 연산자에는 ===, !==도 있는데 이는 두 객체 참조가 모두 동일한 객체 인스턴스를 참조하는지를 알려준다. 다시 돌아와서 어쨌든 비교연산자는 bool 값을 반환한다.

그렇기 때문에 if 문과 같은 조건문에서 사용할 수 있다.

동일한 타입, 동일한 개수를 가진 튜플 형식을 비교할 수도 있는데 튜플을 비교할 땐 왼쪽에서 오른쪽으로 한 값씩 비교하게 된다. 어떤 값이라도 바로 비교가 되면 그 결과가 비교 결과가 된다. 예를 보면 이해가 쉽다.

(1, "zebra") < (2, "apple")   // true because 1 is less than 2; "zebra" and "apple" are not compared
(3, "apple") < (3, "bird")    // true because 3 is equal to 3, and "apple" is less than "bird"
(4, "dog") == (4, "dog")      // true because 4 is equal to 4, and "dog" is equal to "dog"
("blue", -1) < ("purple", 1)        // OK, evaluates to true
("blue", false) < ("purple", true)  // Error because < can't compare Boolean values

즉 (1, "zebra") < (2, "apple")에서 왼쪽부터 보기 때문에 1, 2를 비교하게 되는데 여기서 2가 더 크기 때문에 바로 true가 반환된다는 것이다. 만약 동일하면 오른쪽의 원소를 가지고 비교를 하게 된다. Bool 값은 대소 비교가 안되는데 여기서 ("blue", false) < ("purple", true)를 실행하게 되면 오류가 발생한다.

즉 튜플의 원소들이 모두 비교 연산자를 수행할 수 있는 값이 있을 때에 튜플에 비교 연산자를 적용할 수 있다.

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Ternary Conditional Operator

Ternary Conditional Operator는 삼항 조건 연산자로 아까 말했듯 딱 한 가지 연산자만 존재한다.

question ? answer1 : answer2의 형태로 사용되며 question이 참이면 answer1이 거짓이면 answer2가 반환된다. 즉 아래 코드의 결과와 같다고 볼 수 있다.

if question {
    answer1
} else {
    answer2
}

let contentHeight = 40
let hasHeader = true
let rowHeight = contentHeight + (hasHeader ? 50 : 20)
// rowHeight is equal to 90

직접 사용한 코드를 보게 되면 이해가 쉽다. hasHeader ? 50: 20이라는 연산을 수행하면 되는데 이때 hasHeader가 true이므로 50이 반환되어 rowHeight에는 90이 저장된다.

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Nil-Coalescing Operator

nil-coalescing operator는 a ?? b와 같은 연산자로 옵셔널을 분석할 때 사용한다.

옵셔널 a 변수가 있고 a ?? b가 있다면 만약 a가 nil 이면 b를 반환하고 a에 값이 있으면 a를 반환한다.

이때 a는 반드시 옵셔널 타입이어야 한다.

이를 풀어쓰면 아래와 같은 코드로 나타낼 수 있다.

a != nil ? a! : b

예를 들어 보면 아래와 같다.

let defaultColorName = "red"
var userDefinedColorName: String?   // defaults to nil

var colorNameToUse = userDefinedColorName ?? defaultColorName
// userDefinedColorName is nil, so colorNameToUse is set to the default of "red"

var colorNameToUse = userDefinedColorName ?? defaultColorName에서 userDefinedColorName 값은 nil이기 때문에 defaultColorName의 값인 "red"가 colorNameToUse에 저장된다.

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Range Operators

Swift는 값의 범위를 쉽게 나타낼 수 있는 range operator를 제공한다.

Closed Range Operator

closed Range Operator는 a...b와 같이 사용되는 것으로 a와 b 사이의 값을 포함하는데 이때 a의 값이 b보다 크면 안 된다. 이러한 연산자는 for-in 루프와 같이 모든 값을 사용할 때 유용하다.

for index in 1...5 {
    print("\(index) times 5 is \(index * 5)")
}
// 1 times 5 is 5
// 2 times 5 is 10
// 3 times 5 is 15
// 4 times 5 is 20
// 5 times 5 is 25

Half-Open Range Operator

Half Open Range Operator는 a..<b와 같이 사용된다. a 와 b 사이의 값을 나타내는데 b는 포함하지 않는다.

즉 a, a+1, ... b-1까지만 포함하는 범위를 가지게 된다.

이러한 연산자는 배열과 같은 zero-based list를 사용할 때 유용하게 사용된다.

let names = ["Anna", "Alex", "Brian", "Jack"]
let count = names.count
for i in 0..<count {
    print("Person \(i + 1) is called \(names[i])")
}
// Person 1 is called Anna
// Person 2 is called Alex
// Person 3 is called Brian
// Person 4 is called Jack

One-Sided Ranges

한 방향으로만 커지거나 작아지는 개념으로 사용 예를 보면 쉽게 이해 가능하다.

for name in names[2...] {
    print(name)
}
// Brian
// Jack

for name in names[...2] {
    print(name)
}
// Anna
// Alex
// Brian

위와 같이 2... 은 2번째 인덱스 이후의 값들에 모두 접근하고 ...2는 2번째 인덱스까지의 값들에 모두 접근한다.

이는 아까의 half-open range operator와 함께 사용도 가능하다.

for name in names[..<2] {
    print(name)
}
// Anna
// Alex

One-sided ranges는 다른 곳에서도 사용할 수 있는데 반복이 어디에서 시작해야 하는지 혹은 끝나는지에 대한 부분이 명확하지 않기 때문에 명시적인 종료 조건을 추가해야 한다.

let range = ...5
range.contains(7)   // false
range.contains(4)   // true
range.contains(-1)  // true

위의 코드와 같이 값이 존재하는지도 확인할 수 있다.

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Logical Operators

Logical Operators는 논리연산자로 Bool 타입을 반환한다.

Swift는 오로지 세 개의 논리연산자만 제공한다.

Logical NOT (!a)

Logical AND (a && b)

Logical OR (a || b)

Logical NOT Operator

!a 와 같이 쓰이며 true는 false로 false는 true로 바꾸어준다.

이는 접두사 연산자로 피연산자 바로 앞에 붙는다.

let allowedEntry = false
if !allowedEntry {
    print("ACCESS DENIED")
}
// Prints "ACCESS DENIED"

Logical AND Operator

a && b와 같이 쓰이며 a, b 모두 true 일 때만 true를 반환한다.

하나라도 false 이면 false가 반환된다.

let enteredDoorCode = true
let passedRetinaScan = false
if enteredDoorCode && passedRetinaScan {
    print("Welcome!")
} else {
    print("ACCESS DENIED")
}
// Prints "ACCESS DENIED"

Logical OR Operator

a || b 와 같이 쓰이며 둘 중 하나라도 true라면 true를 반환한다.

만약 a가 참이면 b는 확인하지 않고 바로 true를 반환한다.

let hasDoorKey = false
let knowsOverridePassword = true
if hasDoorKey || knowsOverridePassword {
    print("Welcome!")
} else {
    print("ACCESS DENIED")
}
// Prints "Welcome!"

Combining Logical Operators

개발자는 위의 여러 논리 연산자를 조합해서 함께 사용할 수 있다.

if enteredDoorCode && passedRetinaScan || hasDoorKey || knowsOverridePassword {
    print("Welcome!")
} else {
    print("ACCESS DENIED")
}
// Prints "Welcome!"

여러 && , || 를 사용해서 복합 표현식을 작성했다.

이렇게 여러 개로 작성해도 논리 연산자는 두 개씩 보기 때문에 크게는 3개의 식이 합쳐진 것이라고 볼 수 있다.

enteredDoorCode && passedRetinaScan의 값은 false가 나오고 false || hasDoorKey도 false가 나오게 되는데 결국 false || knowOverridePassword를 연산하게 되면 true가 나와서 Welcome! 이 출력되게 된다.

즉 Swift는 왼쪽에 있는 하위 표현식을 먼저 연산한다는 것을 알 수 있다.

Explicit Parentheses

Explicit Parentheses는 명시적 괄호라고 해석되며 복잡한 식을 보기 쉽게 하기 위해 사용한다.

위의 코드를 괄호를 넣어 다시 코드를 짜면 아래와 같다.

if (enteredDoorCode && passedRetinaScan) || hasDoorKey || knowsOverridePassword {
    print("Welcome!")
} else {
    print("ACCESS DENIED")
}
// Prints "Welcome!"