Type Erasure, Opaque Type

Type Erasure에 대해 살펴보도록 하겠습니다.

이걸 공부하는 이유는 제가 swiftUI를 공부하면서 뷰 만들 때 항상 some 키워드가 앞에 붙자나요.

맨날 무의식적으로 사용하다가 어느순간 이게 근데 뭐하는건데 왜 붙지 생각이 들어서

관련 내용을 정리해보도록 하겠습니다!

 

아래와 같이 ContentView를 그리는 View가 있을 때 View 타입 앞에 some 키워드가 붙습니다.

struct ContentView: View {
    var body: some View {
        Text("Hello, world!")
            .padding()
    }
}

 

some은 computed property또는 함수의 구체적 return Type을 숨기는 것(불투명한 타입)을 제공할 수 있음

(return Type이 불투명한 타입이 이라는 것을 나타냄)

• 불투명한 타입(opaque type)을 제공하는 하는 이유가 뭘까?

불투명한 타입을 통해 의존관계가 발생하지 않는, 유연한 프로그래밍이 가능하게 하는 장점이 있습니다.

그래서.. opaque type은 뭔데요 또.. 싶어서! 한번 정리를 한 후 다시 돌아오겠습니다.

some에 대해서 알아보기 전에 Opaque type과 generic에 대해 알아보겠습니다.

generic

제네릭을 다루는 시간은 아니니까 간단하게만 살펴보고 넘어가겠습니다!

func swapTwoValues<T>(_ a: inout T, _ b: inout T) {
    let temporaryA = a
    a = b
    b = temporaryA
}

위와 같은 코드가 제네릭 코드입니다.

Type parameter를 이용해서 타입을 지정함으로서 재사용성을 높힐 수 있습니다!

암튼 중요한 것은! 구현부에서는 타입을 지정하지 않고, 호출부에서 선언(사용) 시 타입을 작성해서 알려줍니다.

a = 10
b = 20

var swapValue = swapTwoValues(&a, &b)

위 코드는 제네릭으로 선언한 함수의 사용 예시입니다.

함수 구현 내에서는 실제 값의 타입은 알 수 없고, 함수의 실 사용(호출)하는 외부에서 타입을 알 수 있습니다.

Opaque Type(불투명한 타입)

불투명한 타입은 외부에서 함수의 반환 값 유형을 알 수 없으나, 함수 내부에서는 어떤 타입을 다루는지 알 수 있음.

따라서, Opaque Type은 reverse generic이라고 불리는 거임!

제네릭은 외부에서 타입을 지정하고 내부에선 타입을 알 수 없지만, Opaque Type은 내부에서 타입을 지정하고 외부에서 알 수 없기때문!!

Opaque type은 아래와 같이 사용됩니다.

• 함수의 리턴타입
• Stored, computed property 타입
• Subscripts
• 함수 파라미터 타입

타입들 앞에 some 키워드를 붙여, 프로토콜을 준수하는 어떤 타입(Any)중 하나일 것이라는 뜻으로 사용.

 

some을 함수 반환 타입으로 사용하여 Opaque Type으로 반환할 수 있습니다.

Protocol을 return type으로 정의해 줄 수 있지만 프로토콜 내부에서 associatedType을 사용했거나, Self 타입을 사용하는 프로토콜이라면 타입 전체가 제네릭하게 되어 반환 타입으로 사용할 수 없다.

때문에 some 키워드를 이용해 불투명한 타입으로 반환해주어야 한다.

명확하지 않은 타입(associatedType/ Self)이 프로토콜 내 정의되고, 이 프로토콜을 반환타입으로 가질 경우, 반환 타입을 불투명 타입(Opaque Type)으로 만들기 위해 사용하는 것임!!!!!

ㅋㅋ 먼말인지 잘 이해가 안되실거라 생각합니다,,, (저도 그럼,, 지금도 헷갈림)

다시 한번 ContentView를 살펴보면서 이야기해 보겠습니다.

프로토콜이 return Type이고, 명확하지 않은 타입을 사용할 경우 some을 이용해 Opaque Type으로 만들어줘야 한다고 했습니다.

struct ContentView: View {
    var body: some View {
        Text("Hello, world!")
            .padding()
    }
}

그럼 View는 프로토콜이고, 프로토콜 내부에 associatedType/ Self 이 사용되어, some을 이용해 불투명 타입으로 만들었음을 추측할 수 있겠죠?

다음과 같이 확인할 수 있습니다!

Body는 associatedtype으로 선언되어 있으므로 some을 붙이는 겁니다.

이로써 View 프로토콜을 준수하는 타입을 리턴할 수 있게 되었습니다.

물론 실제 리턴값은 View가 아니라, 작성하는 코드에 따라 달라지겠죠.

(View protocol을 준수하는 타입이 리턴될것임만은 확실함)

 

만약에 some 이 붙지않는다 가정하면 코드는 다음과 같아집니다…

struct ContentView: View {
    var body: VStack<TupleView<Text, Image>> {
	    VStack {
        Text("Hello, world!")
            .padding()
        Image("pencil")
        }
    }
}

이런식으로 View에 코드를 추가할 때 마다 일일이 다 추가해줬어야 하는거죠.. (some아 고마워,,)

(컴파일러 고생해..)

이처럼 편의를 위해 사용할 수 있는데, some을 사용함으로서 얻을 수 있는 이점은 크게 2가지입니다.

• 타입 안정성
  • 특정 프로토콜을 준수하는 타입을 나타냄 → 프로토콜을 준수하는 특정한 타입만 사용 가능
  • 코드의 안정성 증가!
• 가독성, 명확성
  • 함수, 프로퍼티의 반환타입이 어느 프로토콜 타입을 준수해야 하는지 명확하게 알 수 있음
  • 코드의 가독성과 명확성이 증가.

위 ContentView 예시를 다시 보시면 some을 사용함으로서 View 프로토콜을 준수하는 타입만 리턴값으로 올 수 있으며 반환타입이 View 타입을 준수해야한다는 것을 명확히 확인할수 있습니다.

 

이처럼 some을 이용해 opaque type을 만들면 자신의 리턴타입을 숨기는 동시에 명확하게 할 수 있습니다.

리턴 값의 실제 타입(underlying type, 추상화 전 구체적인 타입) 은 숨기지만, 어떤 프로토콜을 따르는지 명확하게 할 수 있다는 의미임.

 

실제 위 코드를 참고해서 보면 사용자 혹은 외부 모듈은  VStack<TupleView<Text, Image>> 와 같은 디테일한 정보를 알 필요가 없음. 이러한 정보를 숨기고 View Protocol 을 따르는 특정 타입(underlying type)만 올 수 있기 때문에 컴파일러는 추론이 가능합니다.

이러한 Opaque Type을 사용하지 않아도 불투명한 타입을 리턴할 수 있습니다.

1) 제네릭 타입에 채택한 프로토콜을 명시하거나, 2) where을 사용하여 체크할 수 있습니다.

물론 가능하지만 생각보다 코드가 복잡해지거나 이해하기 어려워질 수 있죠..

some을 붙혀 Opaque Type으로 리턴하는 것, 프로토콜 타입 리턴하는 것은 무슨 차이??

이 둘의 가장 큰 차이는 리턴 타입의 아이덴티티 보존입니다.

위에서 계속 언급한 것처럼 Opaque Type을 리턴타입으로 사용한다면 하나의 특정 타입만을 리턴할 수 있고, 함수의 호출부에서 Underlying type을 숨길 수 있습니다.(컴파일러는 추론 가능)

프로토콜 타입은 해당 프로토콜을 준수하는 모든 타입이 리턴 가능.

만약 Collection 프로토콜을 리턴타입으로 사용한다면 Array, Dictionary 등을 리턴할 수 있음.

• Protocol Type은 실제 타입(Underlying Type)의 유연성을 높일 수 있음
• Opaque Type은 실제 타입(Underlying Type)을 더 강력하게 보장할 수 있음.

 

길고 긴 .. 주저리주저리 설명이 끝났습니다..

간단하게 한번 요약해보도록 하겠습니다.

• Opaque Type은 reverse generic 타입이라고 불린다.
  • 제네릭은 함수의 구현에서 추상화, 호출부에서 타입 지정.
  • Opaque type은 구현에서 구체적 타입 지정, 호출부에서 추상화된 프로토콜 타입 사용
• 외부에 실제, 구체적인 타입(Underlying Type)을 숨길 수 있음
  • 캡슐화의 역할, 컴파일러는 추론 가능
• 프로토콜에 명확하지 않은 타입(associated Type/ Self)이 정의 된 경우 프로토콜 타입 사용 불가
  • Opaque Type만 사용 가능.
• Opaque Type은 항상 같은 타입을 리턴해야 함.

 

후… 처음 시작할 때에는 무슨 말인지 이해가 안가서 여러 블로그, 문서를 돌아다니며 겨우,, 어느정도 알게 된 것 같네요… 직접 코딩을 할 때 많이 사용하게 될 내용은 아니라고 생각하지만 무지성 some View를 하지 않고 이제 some이 붙는 이유를 알게되니까 좀 개운하긴 하네요 ㅋㅋ!

그리고 코드를 작성할 경우에 좀 더 생각해볼 수 있는 수가 늘어났기도 하구요. 하나하나 알아가는 재미가 있네요!!

 

내용을 찾아보면서 some과 any를 비교하는 내용을 한번 봤는데 wwdc 영상이 있더라구요.

이 부분도 다음에 영상 시청 후 한번 정리해 보겠습니다.

(some은 대충 알게 되었으니,, 금방 이해할 수 있지 않을까…그랬으면 좋겠다!)

Embrace Swift generics - WWDC22 - Videos - Apple Developer

Embrace Swift generics - WWDC22 - Videos - Apple Developer

 

다른분들의 글을 읽어보며 작성했지만, 이해가 잘못됐거나 틀린 내용이 보이신다면 얼마든지 지적해주시면 감사하겠습니다!!

 

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SwiftUI) Opaque Type과 Some키워드에 관해서

SwiftUI) Opaque Type과 Some키워드에 관해서

 

SwiftUI) ContentView 이해하기 (1/2) - some View가 뭔가요?

SwiftUI) ContentView 이해하기 (1/2) - some View가 뭔가요?

 

불투명한 타입 (Opaque Types) | Swift

불투명한 타입 (Opaque Types) | Swift

 

some 과 any

some 과 any