[Swift] 공식 문서 정리 (4) - 컬렉션 타입 (Collection Types) - array(배열), dictionary(딕셔너리), set(집합)

시작하며

iOS 개발을 위한 다른 인터넷 강의를 들으며 기초적인 문법을 빠르게 익히고 있긴 하지만, swift의 특징을 온전하게 잘 파악하기 위해서 공식문서를 꼭 공부하고, 정리해보도록 하자. 오늘은 그 4번째 순서, Collection types 이다.

Swift 공식 Documents (4) Collection Types

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Collection Types — The Swift Programming Language (Swift 5.5)

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Collection Types (컬렉션 타입)

Swift는 컬렉션 타입으로 Array(배열), Set(집합), Dictionary(딕셔너리) 유형을 제공한다. 배열은 값이 순서대로 정렬된 모음이고, 집합은 고유의 값들을 (중복하지 않다는 의미) 정렬되지 않게 (순서없이) 모아놓은 모음이고, 딕셔너리는 Key와 Value를 연결해놓은 정렬되지 않은 모음이다. 

출처: docs.swift.org 애플 스위프트 공식 문서

Swift의 배열, 딕셔너리, 집합에 저장되는 모든 값들은 항상 명확한 타입을 가지고 있어야 한다. 만약 Int 자료형을 저장하는 Array(배열)에 String 타입을 가진 값을 저장하려고 하면, 오류를 낸다.

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Mutability of Collections

개발자가 배열, 집합, 사전을 만들어서 변수에 할당하면 그 컬렉션은 변경 가능하다. 즉, 컬렉션에 값을 추가하고, 제거, 변경할 수 있다는 것이다. 하지만 개발자가 배열, 집합, 사전을 상수로 선언(let)하면, 그 컬렉션은 크기와 값 추가, 값 변경 등 어떠한 변경도 불가능하다.

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Arrays (배열)

배열은 같은 type의 값들을 정렬된 리스트에 저장한다. 동일한 값이 배열에 서로 다른 위치에 여러번 나타날 수 있다. 

Array Type Shorthand Syntax

Swift에서 배열은 Array로 표현할 수 있으며, Element에는 저장할 값들의 타입을 쓰면 된다. [element]로 배열을 생성할 수도 있다.

Creating an Empty Array

개발자는 아래와 같은 생성자 구문을 사용하여 특정 유형의 빈 배열을 생성할 수 있다.

var someInts: [Int] = []
print("someInts is of type [Int] with \(someInts.count) items.")
// Prints "someInts is of type [Int] with 0 items."

배열 만드는 방법 ① ▲▲▲

somInts 배열의 유형은 Int 로 지정하여 생성했다.

또한 개발자는 [] 빈 괄호를 활용하여 이미 값이 들어있는 배열을 빈 배열로 다시 만들 수 있다. 해당 배열은 초반에 작성했던 Int 타입을 갖는 배열이라는 점은 유지된다.

someInts.append(3)
// someInts now contains 1 value of type Int
someInts = []
// someInts is now an empty array, but is still of type [Int]

 

Creating an Array with a Default Value

Swift의 Array 유형은 모든값이 동일한 값으로 존재하게 만드는 생성자를 제공한다. 생성자의 repeating에는 한 값을 동일하게 넣을 것인지, count에는 몇 개의 값을 생성할 것인지를 명시해주면 배열이 생성된다.

아래 코드는 threeDoubles 배열을 생서하는 코드이고, 모든 값이 부동 소수점 형태, 그리고 배열의 길이는 3이 된다.

var threeDoubles = Array(repeating: 0.0, count: 3)
// threeDoubles is of type [Double], and equals [0.0, 0.0, 0.0]

 

Creating an Array by Adding Two Arrays Together (배열 더하기 +)

연산자 + 를 사용하여 두 개의 배열을 합쳐 새 배열을 생성할 수 있다. 두 개의 Array는 같은 타입의 Array여야 한다. 

var anotherThreeDoubles = Array(repeating: 2.5, count: 3)
// anotherThreeDoubles is of type [Double], and equals [2.5, 2.5, 2.5]

var sixDoubles = threeDoubles + anotherThreeDoubles
// sixDoubles is inferred as [Double], and equals [0.0, 0.0, 0.0, 2.5, 2.5, 2.5]

 

Creating an Array with an Array Literal (배열 리터럴을 활용하여 배열 만들기)

배열 리터럴을 사용해서 배열을 생성할 수 있다. 초기화 시킬 값들의 타입을 잘 준수해야 한다. 아래 코드는 Array 를 생성하는 또다른 방법이다.

var shoppingList: [String] = ["Eggs", "Milk"]
// shoppingList has been initialized with two initial items

배열 만드는 방법 ② ▲▲▲

이렇게 배열을 생성하기도 하지만, swift는 타입을 안써줘도 추론해서 배열을 생성할 수 있다. 따라서 이런 swift의 기능 덕분에 우리는 배열을 생성할 때 타입을 따로 작성하지 않고 아래와 같이 간단하게 코드를 구현할 수 있다.

var shoppingList = ["Eggs", "Milk"]
// 타입 추론 기능이 있어서 자동으로 해당 배열은 String 타입이라고 인식한다.

배열 만드는 방법 ③ ▲▲▲

 

Accessing and Modifying an Array (배열에 접근하고 수정하는 방법)

Array의 메서드와 프로퍼티를 활용하여 배열에 접근하거나 수정할 수 있다. 

▷ Count
이처럼 array.count 를 활용하면 해당 배열의 길이가 숫자 형태로 출력된다.

print("The shopping list contains \(shoppingList.count) items.")
// Prints "The shopping list contains 2 items."

 

▷ isEmpty
Boolean isEmpty 프로퍼티를 사용하여 카운트 속성이 0 인지 확인할 수 있다.

if shoppingList.isEmpty {
    print("The shopping list is empty.")
} else {
    print("The shopping list isn't empty.")
}
// Prints "The shopping list isn't empty."

 

▷ append
append(_:) 메서드를 통해 새로운 값을 추가할 수 있다.

shoppingList.append("Flour")
// shoppingList now contains 3 items, and someone is making pancakes

 

▷ 연산자 +=를 사용하여 배열에 값 추가하기
앞에서 배열끼리 + 연산자도 사용 가능하다고 했는데, += 연산자 또한 사용 가능하다. 

shoppingList += ["Baking Powder"]
// shoppingList now contains 4 items
shoppingList += ["Chocolate Spread", "Cheese", "Butter"]
// shoppingList now contains 7 items

 

▷ 인덱스 활용하여 배열에 접근하기
index를 활용하여 배열에 접근 가능하다. 0부터 시작한다.

var firstItem = shoppingList[0]
// firstItem is equal to "Eggs"

 

▷ 인덱스 활용하여 배열 값 바꾸기
index를 활용하여 배열에 접근하고, 해당 위치에 있는 값을 변경할 수 있다.

shoppingList[0] = "Six eggs"
// the first item in the list is now equal to "Six eggs" rather than "Eggs"

shoppingList[4...6] = ["Bananas", "Apples"]
// shoppingList now contains 6 items
// 4,5,6 번자리에 있는 값을 빼고 새로운 두 개의 값을 넣었다. 그러므로 길이도 줄어든다.

 

▷ insert 활용하여 특정 위치에 값 추가하기
insert(_:at:) 을 활용하면 배열의 특정위치에 새로운 값을 추가할 수 있다. 코드는 아래와 같다.

shoppingList.insert("Maple Syrup", at: 0)
// shoppingList now contains 7 items
// "Maple Syrup" is now the first item in the list

 

▷ remove 활용하여 특정 위치의 값 제거하기 (remove, removeLast)
insert(_:at:) 을 활용하면 배열의 특정위치에 새로운 값을 추가할 수 있다. 코드는 아래와 같다.

let mapleSyrup = shoppingList.remove(at: 0)
// the item that was at index 0 has just been removed
// shoppingList now contains 6 items, and no Maple Syrup
// the mapleSyrup constant is now equal to the removed "Maple Syrup" string

// ★★ 배열의 맨 마지막 값 삭제할 때 removeLast
let apples = shoppingList.removeLast()
// the last item in the array has just been removed
// shoppingList now contains 5 items, and no apples
// the apples constant is now equal to the removed "Apples" string

만약 insert 나 remove 처럼 특정 인덱스를 지정해서 수정하는 프로퍼티의 경우 배열의 범위를 벗어나는 인덱스를 지정하면 당연히 오류가 발생한다.

 

Iterating Over an Array (for in 구문, enumerated)

for-in 구문을 활용하여 배열에 접근할 수 있다.

for item in shoppingList {
    print(item)
}
// Six eggs
// Milk
// Flour
// Baking Powder
// Bananas

만약 Array의 index가 필요하다면, enumerated() 메서드를 사용하면, index와 값을 함께 사용할 수 있다.

for (index, value) in shoppingList.enumerated() {
    print("Item \(index + 1): \(value)")
}
// Item 1: Six eggs
// Item 2: Milk
// Item 3: Flour
// Item 4: Baking Powder
// Item 5: Bananas

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Sets (집합)

Set은 동일한 타입의 값이 순서 없이 저장된 컬렉션 타입이다. Set은 중복 값을 허용하지 않기 때문에 이러한 특징을 사용하는 곳에서는 array대신 set을 사용하는 것이 좋다.

Hash Values for Set Types (집합의 해시)

Set에 저장되기 위해서는 hash로 만들 수 있어야 한다. 여기서 사용되는 해시값은 int형이다. 즉 A와 B가 있을 때, A의 해시 값과 B의 해시값이 같다면 A와 B는 같은 값이라고 볼 수 있다. 모든 Swift의 기본적인 타입 (Int, String, Double, Float, Bool)은 해시값으로 생성할 수 있고, 해시값은 set의 값이나 Dictionary의 key값이 될 수 있다. 

Set type Syntax

set은 set으로 표현할 수 있고, element는 set에 저장될 수 있는 값들의 타입이다.

 

Creating and Initializing an Empty Set

개발자는 생성자 구문을 활용하여 빈 집합을 생성할 수 있다.

var letters = Set<Character>()
print("letters is of type Set<Character> with \(letters.count) items.")
// Prints "letters is of type Set<Character> with 0 items."

또한 [] 빈 괄호를 활용하여 set을 초기화할 수 있지만, 이미 초기에 생성된 타입은 바뀌지 않는다. 

letters.insert("a")
// letters now contains 1 value of type Character
letters = []
// letters is now an empty set, but is still of type Set<Character>

 

Creating a Set with an Array Literal

Set을 처음 만들 때 하나 이상의 배열 리터럴을 활용하여 집합을 만들 수 있다.

var favoriteGenres: Set<String> = ["Rock", "Classical", "Hip hop"]
// favoriteGenres has been initialized with three initial items

집합을 만드는 방법 ▲▲▲

집합을 생성할 때도 변수(var), 상수(let)으로 선언하느냐에 따라 값의 추가 및 변형이 가능한 유무가 달라진다. Set도 저장되는 자료형을 꼭 써주지 않아도 Swift는 자동으로 타입을 유추하고 추론한다. 따라서 아래와 같이 타입명을 삭제하고 Set을 생성할 수도 있다.

var favoriteGenres: Set = ["Rock", "Classical", "Hip hop"]

 

Accessing and Modifying a Set

Set에서도 사용할 수 있는 다양한 생성자와 프로퍼티가 존재한다. 차례대로 살펴보겠다.

▷ count
Set안에 몇 개의 값이 있는지 볼 수 있는 프로퍼티이다.

print("I have \(favoriteGenres.count) favorite music genres.")
// Prints "I have 3 favorite music genres."

 

▷ isEmpty
isEmpty를 활용하여 set 안에 값이 0개 인지 아닌지 확인 가능하다.

if favoriteGenres.isEmpty {
    print("As far as music goes, I'm not picky.")
} else {
    print("I have particular music preferences.")
}
// Prints "I have particular music preferences."

 

▷ insert(_:) 
insert 메서드를 활용하여 set안에 값을 추가할 수 있다.
(배열에서는 at을 활용하여 어느 인덱스 위치에 값을 추가할 것인지 작성하지만, 집합은 순서가 의미가 없기 때문에 그냥 at을 지정하지 않고 insert한다.)

favoriteGenres.insert("Jazz")
// favoriteGenres now contains 4 items

 

▷ remove(_:) 
remove 메서드를 활용하여 set안에 값을 제거할 수 있다. removeAll 메서드를 사용하게 되면, 집합 내의 모든 값을 제거할 수 있다. remove함수는 삭제하는 값을 반환해주는 기능이 있다.

if let removedGenre = favoriteGenres.remove("Rock") {
    print("\(removedGenre)? I'm over it.")
} else {
    print("I never much cared for that.")
}
// Prints "Rock? I'm over it."

 

▷ contains(_:) 
contains 메서드를 사용하여 set이내에 어떤 값이 존재하는지 확인 가능 하다.

if favoriteGenres.contains("Funk") {
    print("I get up on the good foot.")
} else {
    print("It's too funky in here.")
}
// Prints "It's too funky in here."

 

Iterating Over a Set

array와 마찬가지로 set도 for in 루프로 반복해서 모든 값을 출력 가능하다.

for genre in favoriteGenres {
    print("\(genre)")
}
// Classical
// Jazz
// Hip hop

set은 순서가 정의되어 있지 않지만, sorted() 메서드를 사용하면, 연산자에 의한 대소 비교로 값들을 정리할 수 있다.

for genre in favoriteGenres.sorted() {
    print("\(genre)")
}
// Classical
// Hip hop
// Jazz

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Performing Set Operations

Set은 집합이므로, 차집합, 교집합, 합집합 등의 개념을 사용할 수 있다.

Fundamental Set Operations (기본 집합 연산자)

아래 그림에는 음영 영역으로 표현되는 다양한 집합 연산자의 결과를 볼 수 있다.

출처: docs.swift.org - 스위프트 공식 문서 collection types 단원

• intersection(_:) (교집합) : 두 집합의 공통적인 값만 사용하여 새 집합을 생성한다.
• symmetricDifference(_:) : 두 집합에 교집합을 제외한 나머지 값들을 활용하여 집합을 생성한다.
• union(_:) (합집합) : 두 집합의 모든 값을 활용하여 새 집합을 생성한다.
• substracting(_:) (차집합) : 차집합으로 지정된 집합에는 없는 값들을 제거한 새로운 집합을 생성한다.

let oddDigits: Set = [1, 3, 5, 7, 9]
let evenDigits: Set = [0, 2, 4, 6, 8]
let singleDigitPrimeNumbers: Set = [2, 3, 5, 7]

oddDigits.union(evenDigits).sorted()
// [0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9]
oddDigits.intersection(evenDigits).sorted()
// []
oddDigits.subtracting(singleDigitPrimeNumbers).sorted()
// [1, 9]
oddDigits.symmetricDifference(singleDigitPrimeNumbers).sorted()
// [1, 2, 9]

 

Set Membership and Equality

아래의 그림은 세 집합(a, b, c)을 나타내며, 집합들 간에 공유되는 요소들을 나타내는 겹치는 영역들을 보여준다. 집합 a는 b의 모든 요소를 포함하므로 집합 a는 집합 b의 상위 집합이다. 반대로, 집합 b는 집합 a의 부분집합이다. 왜냐하면 b의 모든 원소는 또한 a에 의해 포함되기 때문이다. 집합 b와 집합 c는 공통적인 요소를 공유하지 않기 때문에 서로 분리된다.

출처: docs.swift.org - 스위프트 공식 문서 collection types 단원

• equal 연산자 (==) : 해당 연산자를 true로 반환시키기 위해서는 비교되는 두 set의 모든 원소가 같아야 한다.
• isSubset(of:) 메서드 : 해당 메서드를 사용하면 어떤 set의 모든 원소를 특정 set이 갖고 있는지 확인해준다.
• isSuperset(of:) 메서드 : 반대로 어떠한 set이 특정 set의 원소를 모두 가지고 있는지 확인해준다.
• isStrictSubset(of:) 혹은 isStrictSuperset(of:) : 만약 어떤 set이 특정 set의 subset인지, superset인면서 같은 set은 아닌지를 확인해준다.
• isDisjoint(with:) : 두 set이 공통적으로 가진 원소가 하나도 없는 것을 확인해준다. 

let houseAnimals: Set = ["🐶", "🐱"]
let farmAnimals: Set = ["🐮", "🐔", "🐑", "🐶", "🐱"]
let cityAnimals: Set = ["🐦", "🐭"]

houseAnimals.isSubset(of: farmAnimals)
// true
farmAnimals.isSuperset(of: houseAnimals)
// true
farmAnimals.isDisjoint(with: cityAnimals)
// true

추가설명) superset과 subset의 개념은 부모와 자식 관계라고 생각하면된다. farAnimals는 houseAnimals의 원소를 모두 포함하고 있기 때문에 farmAnimals가 houseAnimals의 부모(superset)가 된고 생각하면 된다. 

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Dictionaries(딕셔너리)

Dictionary는 ket값과 value값의 쌍이 순서 없이 이루어진 컬렉션 타입이다. 모든 값들은 유일한 키값을 가지고 있어야 한다.

Dictionary type Shorthand Syntax

Dictionary는 Dictinary<Key, Value> 로 표현한다. key에는 key값의 타입, value에는 value 값의 타입을 써 주면 된다. dictionary를 [Key: Value] 로 표현할 수도 있다. 두 개의 표현방식이 있지만 같은 의미를 갖는다.

 

Creating an Empty Dictionary (딕셔너리 생성하기!)

빈 dictionary를 생성하기 위해서는 생성자를 사용하면 된다.

var namesOfIntegers: [Int: String] = [:]
// namesOfIntegers is an empty [Int: String] dictionary

딕셔너리 만드는 방법 ① ▲▲▲

dictionary도 마찬가지로 한 번 선언 되었으면, 비어있는 dictionary로 초기화 되었다고 해도 초기에 설정한 그 타입은 바뀌지 않고 유지된다. [:] 를 활용하여 빈 딕셔너리로 초기화 시킬 수 있다.

참고) 값을 추가할 때는 dicName[Key] = 'Value' 로 추가할 수 있다.

namesOfIntegers[16] = "sixteen"
// namesOfIntegers now contains 1 key-value pair
namesOfIntegers = [:]
// namesOfIntegers is once again an empty dictionary of type [Int: String]

 

Creating a Dictionary with a Dictionary Literal

dictionary literal로도 딕셔너리를 생성할 수 있다. key:value 형식으로 하나의 key-value를 생성하고, 콤마(,)로 구분하여 생성하면 된다. 아래와 같이 하면 두 개의 key-value쌍을 가진 딕셔너리가 생성된다. 딕셔너리도 앞에서 배운 것과 마찬가지로 타입 유형을 작성하지 않아도 swift는 자동으로 유추, 추론하여 타입을 지정할 수 있다.

// 타입 적어서 딕셔너리 생성하기
var airports: [String: String] = ["YYZ": "Toronto Pearson", "DUB": "Dublin"]

//타입 없이 간단하게 딕셔너리 생성하기
var airports = ["YYZ": "Toronto Pearson", "DUB": "Dublin"]

 

Accessing and Modifying a Dictionary (딕셔너리에 접근하고 수정하는 방법)

딕셔너리도 앞에서 배운 배열, 집합과 마찬가지로 다양한 프로퍼티와 메서드를 가지고 있다. 해당 메서드, 프로퍼티를 사용하여 딕셔너리에 접근하고 수정 가능하다. 

▷ count
count 메서드는 dictionary가 갖고 있는 key-value 쌍의 개수를 보여준다.

print("The airports dictionary contains \(airports.count) items.")
// Prints "The airports dictionary contains 2 items."

 

▷ isEmpty
isEmpty 프로퍼티를 사용하여 딕셔너리가 비어있는지 확인 할 수 있다.

if airports.isEmpty {
    print("The airports dictionary is empty.")
} else {
    print("The airports dictionary isn't empty.")
}
// Prints "The airports dictionary isn't empty."

 

▷ 딕셔너리에 값 추가하기
아래와 같은 방법으로 딕셔너리에 값을 추가할 수 있다.

airports["LHR"] = "London"
// the airports dictionary now contains 3 items

 

▷ 딕셔너리에 value값 변경하기 (두 가지 방법~)
딕셔너리에 값을 추가하는 방식과 동일한 방식으로 값을 변경할 수 있다. key값은 중복되지 않기 때문에 새로운 key값을 가질 경우 추가되는 것이고, 기존의 key값을 부르게 되면 해당 key값의 value를 수정하게 된다.

airports["LHR"] = "London Heathrow"
// the value for "LHR" has been changed to "London Heathrow"

해당 방법 말고 updateValue(_:forKey:) 메서드를 사용하여 값을 수정할 수도 있다. 만약 이 메서드를 사용할 때 없는 key에 대해서 수정하려고 하면, 수정이 아닌 생성을 하게 된다. (위와 동일!)

updateValue() 메서드는 기존의 value값을 반환해준다. 이때 반환되는 값은 옵셔널 값으로 반환된다. 즉, 만약 String 값을 저장해뒀다면, Sprint? 혹은 optional(String)값을 반환한다. 만약 없는 key값에 value값을 변경하려고 했다면 nil값을 반환하게 된다.

if let oldValue = airports.updateValue("Dublin Airport", forKey: "DUB") {
    print("The old value for DUB was \(oldValue).")
}
// Prints "The old value for DUB was Dublin."

Dictionary에서 특정한 key값에 접근할 때 key값이 존재하지 않을 수 있기 때문에 옵셔널 값으로 결과를 준다. (옵셔널 값만이 nil을 가질 수 있다.) 즉 존재하지 않는 key값에 접근하면 nil 을 반환시켜준다. 이렇기 때문에 옵셔널 바인딩을 활용해서 value 값을 추출해줘야 한다.  (참고: Swift 공식 문서 정리 (1) - The Basics)

if let airportName = airports["DUB"] {
    print("The name of the airport is \(airportName).")
} else {
    print("That airport isn't in the airports dictionary.")
}
// Prints "The name of the airport is Dublin Airport."

 

▷ 딕셔너리의 key-value 쌍 삭제하기 (nil, removeValue)
딕셔너리에서 key-value 쌍을 삭제하기 위한 방법은 두가지가 있다.
아래 코드는 첫번째로, 이미 존재하고 있는 key값의 value를 nil로 지정해주는 방법이다.

airports["APL"] = "Apple International"
// "Apple International" isn't the real airport for APL, so delete it
airports["APL"] = nil
// APL has now been removed from the dictionary

이런 방법 말고 두번 째로, removeValue(forKey:)를 사용하여 제거할 수도 있다. removeValue(forKey:) 함수도 삭제된 값을 반환해주는데, 물론 존재하지 않는 key-value 쌍에 대해서 삭제하려고 하면 nil을 반환한다.

if let removedValue = airports.removeValue(forKey: "DUB") {
    print("The removed airport's name is \(removedValue).")
} else {
    print("The airports dictionary doesn't contain a value for DUB.")
}
// Prints "The removed airport's name is Dublin Airport."

 

Iterating Over a Dictionary

딕셔너리도 마찬가지로, for-in 루프를 사용하여 모든 값을 출력할 수 있다. key와 value 두개의 값에 접근해야 하기 때문에 (key, value) 형태의 튜플로 반환된다.

for (airportCode, airportName) in airports {
    print("\(airportCode): \(airportName)")
}
// LHR: London Heathrow
// YYZ: Toronto Pearson

물론 튜플 형태로 key, value 두개의 값을 반환하고 싶지 않다면, 딕셔너리의 keys, values 프로퍼티를 활용하여 각각에 접근하고 반환하게 만들 수 있다. (딕셔너리 key 반환하기, value반환하기!)

for airportCode in airports.keys {
    print("Airport code: \(airportCode)")
}
// Airport code: LHR
// Airport code: YYZ

for airportName in airports.values {
    print("Airport name: \(airportName)")
}
// Airport name: London Heathrow
// Airport name: Toronto Pearson

keys, values 프로퍼티를 활용하여 배열로도 생성 가능하다.

let airportCodes = [String](airports.keys)
// airportCodes is ["LHR", "YYZ"]

let airportNames = [String](airports.values)
// airportNames is ["London Heathrow", "Toronto Pearson"]

아 그리고 마지막으로, 딕셔너리 또한 집합처럼 순서가 없이 저장되는 컬렉션 타입이므로, sorted() 를 활용하여 딕셔너리 내 정렬이 가능하다.

 

마무리

이미 속성강의로 문법을 다 배웠지만 이렇게 하나씩 집어서 다시 공부해보니 색다른 느낌이다. 더 정확하고 명확한 이해를 위해 지루하더라도 꾸준히 공식문서를 하나씩 정리해나가보겠다. 내가 원하는 앱을 자유자재로 만들 수 있을 때까지 화이팅!