[Swift] existential type 개념과 Swift 5.7 이후의 변경사항
1. Existential type 개념
protocol 선언 후 채택하여 함수를 사용한다고 생각해 보자.
protocol Testable {
func test()
}
struct A: Testable {
func test() {
print("A Test")
}
}
struct B: Testable {
func test() {
// 테스트
}
}
만일 타입과 상관없이 동일하게 동작하는 함수를 사용하고 싶다면 두 가지 방법이 있다. 첫째, Generic 을 활용한다. 둘째, existential type 을 활용한다.
// generic 활용
func test<T: Testable>(with test: T) {
test.test()
}
// existential type 을 활용
func test(with test: any Testable) {
test.test()
}
var test: any Testable = A()
existential type 은 이와 같이 protocol이 타입으로써 사용될 때, 그 타입을 의미한다.
↔ 반대되는 개념: concrete type
2. Swift 5.7 이후의 변화
swift-evolution/proposals/0335-existential-any.md at main · swiftlang/swift-evolution
기존에는 타입을 선언할 때 protocol 을 채택하든, concrete type 이라고 쓰든 코드만 보고 알 수가 없었다.
Swift 5.7 부터는 이를 구분하기 위해 existential type 에는 any 키워드를 붙여서 구분이 가능하게끔 컴파일러가 강제한다.
any 키워드를 사용 시의 장점: type-safety
What’s the ‘any’ keyword? Understanding Type Erasure in Swift
5.7 이후에는 any 키워드를 써서 existential type 을 만들어 사용 시 컴파일러가 type-safety 를 보장한다.
다음과 같은 protocol 이 있다고 하자.
protocol Animal {
associatedtype Food
func eat(_ food: Food)
}
protocol FoodProvider {
func getFood<T: Animal>(for animal: T) -> T.Food
}
만약 여러 동물이 있어 다 모아 두고 밥을 주는 기능이 필요하다고 한다면, 기존에는 다음과 같이 함수를 만들었을 것이다.
func feedAll(_ animals: [Animal], provider: FoodProvider) {
animals.forEach {
let food = provider.getFood(for: $0)
$0.eat(food)
}
}
Swift 5.7 부터는 에러를 방출한다.
이 상황을 해결하기 위해서 Type 을 지운 다음과 같은 AnyAnimal 타입을 만들어서 사용할 수도 있다.
final class AnyAnimal {
var getFood: (FoodProvider) -> Any
var eatFood: (Any) -> Void
init<T: Animal>(_ animal: T) {
self.getFood = { provider in
provider.getFood(for: animal)
}
self.eatFood = { food in
animal.eat(food as! T.Food)
}
}
}
func feedAll(_ animals: [AnyAnimal], provider: FoodProvider) {
animals.forEach {
let food = $0.getFood(provider)
$0.eatFood(food)
}
}
이렇게 하면 해결이 가능하지만, 여기에는 문제가 있다. FoodProvider 에서 제공하는 food 타입이 Animal 에서 제공하는 Food 타입으로 캐스팅이 되지 않는다면? 크래시가 발생한다.
크래시가 발생하는 상황을 만들어보자.
struct DogFood {
let name: String
}
struct CatFood {
let name: String
}
struct Dog: Animal {
typealias Food = DogFood
func eat(_ food: DogFood) {
print("Dog is eating \\(food.name)")
}
}
struct Cat: Animal {
typealias Food = CatFood
func eat(_ food: CatFood) {
print("Cat is eating \\(food.name)")
}
}
// -- 잘못된 예시
class SimpleFoodProvider: FoodProvider {
func getFood<T: Animal>(for animal: T) -> T.Food {
// 잘못된 타입의 음식을 제공
return CatFood(name: "Cat Food") as! T.Food
}
}
let dog = Dog()
let dogWrapper = AnyAnimal(dog)
let animals: [AnyAnimal] = [dogWrapper]
let provider = SimpleFoodProvider()
feedAll(animals, provider: provider) // 여기서 크래시 발생
이런 경우 컴파일러는 알 수가 없다.
5.7 이후로 any 를 사용하여 다음과 같이 사용하면, 컴파일러가 for 문을 돌 때마다 각자의 concrete type 에 맞는 값을 얻을 수 있게 되어 컴파일 단에서 타입안정성을 얻을 수 있다.
func feedAll(_ animals: [any Animal], provider: FoodProvider) {
animals.forEach {
feed($0, provider: provider) // Now works!
}
}
func feed<T: Animal>(_ animal: T, provider: FoodProvider) {
let food = provider.getFood(for: animal)
animal.eat(food)
}
References
-
[Using existentials and generics Apple Developer Documentation](https://developer.apple.com/tutorials/app-dev-training/using-existentials-and-generics) - swift-evolution/proposals/0335-existential-any.md at main · swiftlang/swift-evolution
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