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

시작하며

swift 공부를 시작한지 이틀차, 앞으로 매일 공부해보자! 그럼 바로 가장 기초가되는 연산자에 대해서 공식문서를 정리해보자. 사실 한번 쑥 훑으면 되는 개념들이긴 해서 이렇게 리뷰하는게 시간낭비일까? 라는 생각이 들기도 하지만, 나중을 위해 기초부터 차근차근 밟아보기로 하자. 파이썬은 이런 공식문서를 읽지도 않고 시작했는데... 도움이 되겟지!! 지루해도 좀만 힘내자. 

Swift 공식 Documents (2) - Basic operators

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Basic Operators — The Swift Programming Language (Swift 5.5)

 

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Basic Operators (기초 연산자)

연산자는 값을 확인, 변경, 또는 결합하기 하는데 사용하는 특수 기호이다. + 는 두 수를 더하는 데 사용하는 연산자이고, && 는 AND 논리 연산자 역할을 수행한다. 

swift는 C언어의 코딩 오류를 제거하기 위해서 기능을 향상시킨 연산자를 지원한다. 예를들어 (=) 연산자는 값을 값을 반환하지 않는데 이는 (==) 연산자를 사용할 때 값이 잘못 사용되는 것을 막을 수 있다. 
산술연산자 (_+, -, *, / , % 등)은 오버플로를 감지하고 오류를 발생하지 않기 위해 허용된 값 범위보다 크거나 작은 숫자를 사용할 수 없게 도와준다.

swift는 C에서는 제공하지 않는 a...<b, a...b 와 같은 범위 연산자를 제공한다. 이번 글에서는 swift의 기초 연산자에 대해서 설명할 것이다.

 

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Terminology (용어)

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

unary 연산자는 한 개의 대상이 있는 연산자이다 (예: -a).
Unary Prefix 연산자는 대상 바로 앞에 나타나고 (!a) Unary Postfix연산자는 대상 바로 뒤에 나타난다. (a!)

binary 연산자는 두 개의 대상이 있는 연산자이다. (a+b).

Ternary 연산자는 세 개의 대상이 있는 연산자이다. swift에서는 c언어와 마찬가지로 하나의 삼항 연산자가 존재한다.

a? b:c

라고 쓰이는 조건 연산자 만이 유일한 Ternary 연산자이다.

연산자의 영향을 받는 것은 피연산자이다. 1+2에서 +는 연산자이고, 1과 2는 피연산자이다. 결과는 피연산자에 의해 영향을 받는다.

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Assignment operator (할당 연산자)

할당 연산자 (=) 는 값을 초기화 하거나 업데이트할 때 사용한다.

let b = 10
var a = 5

a=b
print(a)
// 10

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

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

print(x)
// 1

C언어의 연산자와는 달리 swift의 연산자는 값을 반환하지 않는다. 그래서 아래와 같은 식은 유효하지 않다.

if x = y {
    // This isn't valid, because x = y doesn't return a value.
}

이렇게 값을 반환하지 않는 기능은, 연산자 == 등호와 실수로 사용되는 것을 방지한다.

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Arithmetic Operators (산술 연산자)

swift는 4개의 표준 산술 연산자를 지원한다.

• Addition (+)
• Subtraction (-)
• Multiplication (*)
• Division (/)

1 + 2       // equals 3
5 - 3       // equals 2
2 * 3       // equals 6
10.0 / 2.5  // equals 4.0

C, objective-C의 산술연산자와는 달리 swift연산자는 기본적으로 값이 오버플로 되는 것을 허용하지 않는다. swift에서 오버플로 연산자를 사용하면 오버플로가 발생했을 때 실행을 제어할 수 있는데 이는 추후 Advanced operator 단원에서 공부해볼 수 있다. 

산술 연산자는 string에서도 적용할 수 있다.

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

 

Remainder Operator (나머지 연산자)

rimainder operator은 나머지 연산자로 a%b 와 같이 사용할 수 있다. a를 b로 나누었을 때의 나머지를 값으로 반환한다. 나머지가 오게되는 원리는 [ a = (b*곱해질 값) + 나머지 ] 이다. 여기서 곱해질 값은 a를 b로 나눈 몫이 된다.

만약 a = -9, b = 4라면 -9 = (4*2) + (-1) 이 되기에, 나머지는 -1 이 된다. 계산시 b의 부호는 무시되기 때문에 a%b나 a%-b의 값은 같을 것이다.

print(-9%4) // -1

 

Unary Minus Operator (단항 마이너스 연산자)

숫자 앞에 붙어 바로 해당 숫자에 -1 을 곱해준다고 생각하자.

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

 

Unary Plus Operator (단항 플러스 연산자)

숫자 앞에 붙어 해당 숫자에 +1을 곱해준다고 생각하자.

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

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Compound Assignment Operators (복합 할당 연산자)

C언어랑 마찬가지로 Swift에서도 복합할당연산자를 제공한다. += 와 같은 연산자가 복합 할당 연산자이다.

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

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Comparison Operators (비교 연산자)

==, !=, >, <, >=, <= 와 같은 비교 연산자가 존재한다. Swift에서는 ===, !==도 있는데 두 객체 참조가 모두 동일한 객체 인스턴스를 참조하는지를 알려준다. 어쨋든, 비교 연산자는 Bool 값을 반환한다.

• Equal to (a == b)
• Not equal to (a != b)
• Greater than (a > b)
• Less than (a < b)
• Greater than or equal to (a >= b)
• Less than or equal to (a <= b)

1 == 1   // true because 1 is equal to 1
2 != 1   // true because 2 isn't equal to 1
2 > 1    // true because 2 is greater than 1
1 < 2    // true because 1 is less than 2
1 >= 1   // true because 1 is greater than or equal to 1
2 <= 1   // false because 2 isn't less than or equal to 1

그렇기 때문에 if문과 같은 조건문에서 사용할 수 있다. 

let name = "world"
if name == "world" {
    print("hello, world")
} else {
    print("I'm sorry \(name), but I don't recognize you")
}
// Prints "hello, world", because name is indeed equal to "world".

동일한 타입, 동일한 개수를 가진 튜플 형식을 비교할 수도 있는데, 튜플을 비교할 땐 왼쪽에서 오른쪽으로 한 값씩 비교하게 된다.

(1, "zebra") < (2, "apple")   // true because 1 is less than 2; "zebra" and "apple" aren't 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"

즉 왼쪽 부터 한 값씩 비교한다는 말은, (1, zebra) < (2, apple) 에서 왼쪽부터 보기 때문에 1, 2 를 비교하게 되는데 여기서 2가 더 크기 때문에 바로 true가 반환된다는 것이다. 만약 동일하면 오른쪽 원소를 가지고 비교하게 된다.

("blue", -1) < ("purple", 1)        // OK, evaluates to true
("blue", false) < ("purple", true)  // Error because < can't compare Boolean values

위 코드에서, Bool값은 대소 비교가 안되기 때문에 오류가 발생하게 된다.

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Ternary conditional Operator (삼항 조건 연산자) 

삼항 조건 연산자는 세 부분으로 된 특수 연산자로 아래와 같은 형태를 취한다.

? answer 1 : answer 2

질문이 참인지 거짓인지에 따라 두 가지 중에 하나를 평가한다. 질문이 참이면 answer1을 평가하여 값을 반환하고, 그렇지 않으면 (질문이 거짓이면) answer2를 평가하여 값을 반환한다. 

if question {
    answer1
} else {
    answer2
}

위의 if문을 삼항 조건 연산자로 표현한 예시가 아래에 있다. 

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

//삼항 연산자를 사용하지 않을 경우 ▼
let contentHeight = 40
let hasHeader = true
let rowHeight: Int
if hasHeader {
    rowHeight = contentHeight + 50
} else {
    rowHeight = contentHeight + 20
}
// rowHeight is equal to 90

hasHeader? 50:20이라는 연산을 수행하면 되는데 이때 hasHeader가 true이므로 50이 반환되어 rowHeight에 50이 저장된다.

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Nil-Coalescing Operator (?? : 옵셔널 분석 연산자)

nil coalescing operator은 a??b 와 같은 연산자로 옵셔널을 분석할 때 사용한다. 옵셔널 변수 a가 있고 a??b가 있다면, 만약 a가 nil값이면 b를 반환하고, 아닌 경우 그대로 그냥 a를 반환한다. 이때 반드시 a는 옵셔널 타입이어야 한다. 

풀어서 쓰면 다음과 같고, 이를 ?? 활용한 예시도 넣어 보았다.

// 풀어쓰는 경우
a != nil ? a! : b


// ?? 옵셔널 사용한 경우
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"

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Range Operator (범위 연산자)

swift에는 에는 값 범위를 표현하기 위한 여러 범위 연산자가 포함되어 있다.

 

Closed Range Operator (...)

closed range operator은 a...b와 같이 사용되는 것으로 a와 b 사이의 값을 포함하는데 이때 a의 값이 b보다 크면 안된다. 이러한 연산자는 for-in 루프와 같이 모든 값을 사용할 때 유용하다.

for-in 구문을 사용하여 해당 연산자를 사용하면 아래 코드와 같다. (a이상 b이하 라고 생각하면 좋다. a,b값 모두 포함)

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 operator은 a..<b 와 같이 사용된다. a와 b사이의 값을 나타내는데 b는 포함하지 않는다. (a이상 b미만)
이 연산자는 zero based list를 사용할 때 유용하다

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 ( 대괄호 안에 범위 [a...b] )

한 방향으로만 커지거나 작아지는 개념으로 사용한다.
아래 코드를 보면 names 배열에 들어있는 2번째 인덱스 값부터 출력하거나, 2번째 인덱스까지 출력하였다. (swift에서도 인덱스 배열은 0부터 시작)

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

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

half-open range operator도 함께 사용 가능하다. 아래와 같이 사용할 수 있다. (2번째 인덱스 미만 까지 출력된다.)

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

아래 코드와 같이 .contains를 활용하여 해당 범위안에 변수가 존재하는지 확인할 수 있다.

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

 

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Logical Operators (논리 연산자)

논리 연산자는 boolean 논리 값을 true나 false로 바궈준다. swift는 오로지 아래의 세 개의 논리 연산자만 제공한다.

• Logical NOT (!a)
• Logical AND (a && b)
• Logical OR (a || b)

 

Logical NOT operator

!a 로 쓰이고, True는 flase로, false는 true로 바꾸어준다. 변수 앞에 쓰면 된다. (!a)

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

 

Logical AND operator

a&&b 로 쓰이며, a,b 모두 true일때만 true를 반환한다. 하나라도 false인 경우 false를 반환한다.

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 True 면 True를 반환한다. 만약 a 가 true면 b는 확인도 하지 않고 True를 반환한다는 것이다.

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

 

Combining Logical Operators

개발자는 이런 여러 연산자를 조합해서 함께 병합하여 사용할 수 있다.

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

여러 && 과 || 를 사용해서 복합 표현식을 작성했다. 여러 개로 작성해도 논리 연산자는 두개 씩 비교하기 때문에 크게 3개의 식으로 이루어져있다고 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 연산한다.

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Explicit Parentheses (명시적 괄호)

명시적 괄호는 복잡한 식을 보기 쉽게 하기 위해서 사용된다. 위 코드를 괄호를 넣어서 표현하면 아래와 같다.

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

괄호는 처음 두 값이 전체 논리에서 가장 먼저 수행해야될 연산이라고 명확하게 표시해준다. 독자들이 더 명확하게 이해할 수 있을 것이다. 간결함 보다는 가독성에 초점을 둔 코드다. 의도를 명확하게 하고 싶다면 괄호를 적절히 사용하자.

 

마무리하며

기초적인 지식이고 , 다른 언어와 비슷한 점이 많아 아직까지는 공식 문서정리하는 것이 시간낭비는 아닐까? 생각이 들기도 한다. 하지만, 추후에 코딩을 하다보면 기초적인 부분에서 '이게 왜 오류가나는거야 정말!!' 하고 짜증나는 경우가 많이 발생하게 되기 때문에 이렇게 하면 도움이 확실히!!!! 될 것이라고 믿고 있다. 아직 기초 단원이라 그런 것일 것 같고 뒤에 어려운 부분에 기초정리는 정말 도움이 될 것 같다. 끝까지 가보자아아!!!!