[Swift] 공식 문서 정리 (16) - Optional Chaining (옵셔널 체이닝, ?)

안녕하세요, 감자입니다. 오랜만에 돌아온 것 같은데요, (아닌가 ㅎ) 요즘 스터디만 진행하고 스터디한 내용을 업로드하는 것을 까먹었네요. 그리고 사람이라는게,, 조금 요즘 나태해져서 ㅠㅠ 다시 한번 화이팅 외치고 갓생살기 다시 시작합니다 허헛 

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Optional Chaining — The Swift Programming Language (Swift 5.6)

 

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Optional Chanining (옵셔널 체이닝)

옵셔널 체이닝은 nil일 수 도 있는 프로퍼티나, 메소드 그리고 서브스크립트에 Query(질문)를 하는 과정을 말한다.

만약 옵셔널이 프로퍼티나 메소드 혹은 서브스크립트에 대한 값을 갖고 있다면 그 값을 반환하고 만약 값이 nil 이라면 nil을 반환한다. 여러 개의 쿼리를 확인하면 알 수 있는데 연결된 체인중 하나라도 결과값이 nil이라면 전체 체인의 결과는 nil이 반환된다.

 

강제 언래핑의 대체로써의 옵셔널 체이닝

옵셔널 체이닝은 옵셔널 값 뒤에 물음표(?)를 붙여서 표현 가능하다. 옵셔널을 사용할 수 있는 값에는 프로퍼티, 메서드, 그리고 서브스크립트가 포함된다. 옵셔널 값을 강제 언래핑 하기 위해서 뒤에 느낌표(!)를 붙이는 것과 문법이 비슷한데, 가장 큰 차이는 강제 언래핑을 했는데 만약 그 값이 없으면 런타임 에러가 발생하지만, 옵셔널 체이닝을 사용하면 런타임 에러 대신 nil 이 반환된다는 것이다.

옵셔널 체이닝에 의해 nil 값이 호출 될 수 있기 때문에 옵셔널 체이닝의 반환값은 항상 옵셔널 값이 된다. (Int를 반환하는 메서드인 경우, 옵셔널 체이닝이 성공적으로 실행되면 Int?가 반환)

다음 코드는 옵셔널 체이닝이 강제 언래핑과 어떻게 다른지 보여주는 예제이다.

class Person {
    var residence: Residence?
}

class Residence {
    var numberOfRooms = 1
}

Residence 인스턴스는 numberOfRooms이라는 Int프로퍼티를 하나 소유하고 있고, Person 인스턴스는 옵셔널 residence 프로퍼티를 Residence? 로 소유한다. 만약 Person 이라는 인스턴스를 생성하면 residence 프로퍼티는 옵셔널의 기본 값인 nil 로 초기화 된다.

let john = Person()

즉, 이 코드에서 john은 residence 프로퍼티가 nil 인 값을 소유하게 된다.

let roomCount = john.residence!.numberOfRooms
//ERROR!!!!

만약 이 Person의 residence에 numberOfRooms 프로퍼티에 접근하기 위해 느낌표를 이용해 강제 언래핑을 시도한다면, residence 가 언래핑할 값이 없기 때문에 런타임 에러가 발생한다.

numberOfRooms 의 값에 접근하기 위해 강제 언래핑 대신 옵셔널 체이닝을 사용할 수 있다. 옵셔널 체이닝을 사용하기 위해 느낌표! 대신 물음표?를 사용한다.

if let roomCount = john.residence?.numberOfRooms {
    print("John's residence has \\(roomCount) room(s).")
} else {
    print("Unable to retrieve the number of rooms.")
}
// Prints "Unable to retrieve the number of rooms."

옵셔널 체이닝이라는 단어 처럼 residence 프로퍼티들은 서로 묶여있다. 그래서 위 코드에서 numberOfRooms프로퍼티는 옵셔널이 아니지만 이 값에 접근하기 위해 사용했던 인스턴스의 프로퍼티 residence 가 옵셔널이기 때문에 최종 값은 옵셔널이 된다.

john.residence = Residence()

if let roomCount = john.residence?.numberOfRooms {
    print("John's residence has \\(roomCount) room(s).")
} else {
    print("Unable to retrieve the number of rooms.")
}
// Prints "John's residence has 1 room(s)."

nil 이었던 residence값에 Residence인스턴스를 생성해서 추가할 수 있다.

john.residence 는 이제 nil 이 아니라 Residence() 인스턴스를 갖는다. 그래서 옵셔널 체이닝으로 numberOfRooms값에 접근 했을 때 1을 리턴한다.

 

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옵셔널 체이닝을 위한 모델 클래스 정의

옵셔널 체이닝을 프로퍼티, 메서드, 그리고 서브스크립트에서 사용할 수 있는데, 한 단계가 아닌 여러 단계로 사용할 수 있다. 조금 더 복잡한 코드 예제로 살펴보자.

class Person {
    var residence: Residence?
}

class Residence {
    var rooms = [Room]()
    var numberOfRooms: Int {
        return rooms.count
    }
    subscript(i: Int) -> Room {
        get {
            return rooms[i]
        }
        set {
            rooms[i] = newValue
        }
    }
    func printNumberOfRooms() {
        print("The number of rooms is \\(numberOfRooms)")
    }
    var address: Address?
}

class Room {
    let name: String
    init(name: String) { self.name = name }
}

class Address {
    var buildingName: String?
    var buildingNumber: String?
    var street: String?
    func buildingIdentifier() -> String? {
        if let buildingNumber = buildingNumber, let street = street {
            return "\\(buildingNumber) \\(street)"
        } else if buildingName != nil {
            return buildingName
        } else {
            return nil
        }
    }
}

위 코드는 Person, Residence 모델을 확장하여 Room과 Address 클래스를 추가한 모델을 정의한다.

• Person 클래스는 위와 동일
• Residence
  • rooms라는 프로퍼티를 소유한다. [Room] 타입의 빈 배열로 초기화 된다. 이전 버전의 Residence가 Room 인스턴스의 배열을 소유하고 있기 때문에 numberOfRooms 프로퍼티는 계산 프로퍼티로 선언된다. rooms 배열을 접근하기 위한 단축어로 서브스크립트를 선언했음.
• Room
  • rooms 배열의 Room클래스는, 이름 하나를 초기화 때 인자로 받는 간단한 클래스
• Address
  • 이 클래스는 3개의 String? 옵셔널 프로퍼티를 갖는다. 처음 두개는 buildingName, buildingNumber 이고 빌딩 주소를 구분한다. 마지막 street 프로퍼티는 거리의 주소를 나타낸다.
  • buildingIdentifier() 라는 String? 타입의 메서드를 지원한다. 이 메서드는 buildingNumber와 street을 확인해 값이 있으면 buildingNumber와 결합된 street 값을 변환하고 없으면 nil을 반환한다.

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옵셔널 체이닝을 통한 프로퍼티에 접근

옵셔널 체이닝을 이용해서 프로퍼티에 접근할 수 있다.

let john = Person()
if let roomCount = john.residence?.numberOfRooms {
    print("John's residence has \\(roomCount) room(s).")
} else {
    print("Unable to retrieve the number of rooms.")
}
// Prints "Unable to retrieve the number of rooms."

let someAddress = Address()
someAddress.buildingNumber = "29"
someAddress.street = "Acacia Road"
john.residence?.address = someAddress

위 코드에서, residence?가 nil 이기 때문에 옵셔널 체이닝 결과 nil을 호출하게 된다.

옵셔널 체이닝은 값을 할당할때도 사용 가능하다. Address() 인스턴스를 생성해 john.residence의 address로 할당하는 코드이다. john.residence?가 nil이기 때문에 address 할당은 실패하게 된다. 할당도 할당받는 왼쪽 항이 nil이면 아예 오른쪽 항이 실행되지 않는다.

func createAddress() -> Address {
    print("Function was called.")
  let someAddress = Address()
    someAddress.buildingNumber = "29"
    someAddress.street = "Acacia Road"    

    return someAddress
}
john.residence?.address = createAddress() //반응 없음 

진짜로 왼쪽항이 nil이면 오른쪽항이 아예 실행되지 않는지 알아보기 위해 createAddress메서드를 만들었다. john.residence?.address = createAddress() 에서 호출하면 “Function was called” 가 출력되지 않는다. 이 메서드가 실행되지 않았음을 의미한다.

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옵셔널 체이닝을 통한 메서드 호출

옵셔널 체이닝을 이용하여 메서드를 호출 할 수 있다.

func printNumberOfRooms() {
    print("The number of rooms is \\(numberOfRooms)")
}

위 메서드는 리턴값이 명시되지 않는다. 하지만 함수나 메서드는 리턴값이 없는 경우 암시적으로 Void라는 값을 갖는다. 그래서 이 메서드가 옵셔널 체이닝에서 호출되면 반환값은 Void가 아니라 Void? 가 된다.

if john.residence?.printNumberOfRooms() != nil {
    print("It was possible to print the number of rooms.")
} else {
    print("It was not possible to print the number of rooms.")
}
// Prints "It was not possible to print the number of rooms."

위 코드는 john.residence?.printNumberOfRooms() 메소드 호출의 결과가 nil인지 아닌지 비교를 하고 그 결과에 대한 처리를 한다. 위에서 언급했던 것처럼 printNumberofRooms()는 Void?가 반환되서 nil 비교를 할 수 있다.

옵셔널 체이닝을 통해 값을 할당하면 값을 Void?로 반환한다. 그래서 이 값이 nil 인지 아닌지 비교할 수 있다.

if (john.residence?.address = someAddress) != nil {
    print("It was possible to set the address.")
} else {
    print("It was not possible to set the address.")
}
// Prints "It was not possible to set the address."

 

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옵셔널 체이닝을 통한 서브 스크립트 접근

옵셔널 체이닝을 활용하여 옵셔널 값을 서브스크립트로 접근할 수 있다. [] 전에 ? 를 적어 ?[]로 사용한다.

if let firstRoomName = john.residence?[0].name {
    print("The first room name is \\(firstRoomName).")
} else {
    print("Unable to retrieve the first room name.")
}
// Prints "Unable to retrieve the first room name."

위 코드는 서브스크립트를 이용해 rooms 에서 첫  rooms 의 name을 요청하는 코드이다. 현재 john.residence 가 nil 이기 때문에 서브스크립트 접근은 실패하게 된다.

• 추가설명
• 옵셔널 체이닝에서 서브스크립트로 값을 가져오는 것과 유사한 형태로 값을 할당할 수 있다. john.residence?[0] = Room (name: “Bathroom”) 이 코드는 첫 room 값을 할당하는 코드인데 rooms을 할당하지 못하고 fail이 발생한다. 그 이유는 residence 가 현재 nil 이기 때문이다.

let johnsHouse = Residence()
johnsHouse.rooms.append(Room(name: "Living Room"))
johnsHouse.rooms.append(Room(name: "Kitchen"))
john.residence = johnsHouse

 if let firstRoomName = john.residence?[0].name {
    print("The first room name is \\(firstRoomName).")
} else {
    print("Unable to retrieve the first room name.")
}
// Prints "The first room name is Living Room."

위 코드와 같이 Residence 인스턴스를 할당하면 residence 서브스크립트를 사용할 수 있다.

 

옵셔널 타입의 서브스크립트 접근

만약 swift의 Dictionary 타입이 서브스크립트의 결과로 옵셔널 값을 반환한다고 하면, 그 뒤에 물음표?를 붙여 준다. Dictionary 타입은 key-value 로 동작하기 때문에 항상 그 사전에 key가 존재한다느 보장이 없기 때문에 옵셔널 값을 반환한다.

var testScores = ["Dave": [86, 82, 84], "Bev": [79, 94, 81]]
testScores["Dave"]?[0] = 91
testScores["Bev"]?[0] += 1
testScores["Brian"]?[0] = 72
// the "Dave" array is now [91, 82, 84] and the "Bev" array is now [80, 94, 81]

위 코드는 testScores 라는 Dictionary에서 특정 key에 대한 값을 get 혹은 set 하는 코드이다. Dave, Bev와 관련한 값은 처리가 되고, Brain은 등록된 key 가 없기 때문에 관련한 아무일도 일어나지 않는다.

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체이닝의 다중 연결

옵셔널 체이닝이 여러 단계에 걸쳐 연결 될 수 있다. 상위 값이 옵셔널 값인 경우 하위도 옵셔널 값이라고 해서 더 옵셔널 해지진 않는다. 옵셔널은 옵셔널이다.

• 옵셔널 체이닝의 상위 레벨 값이 옵셔널인 경우 현재 값이 옵셔널이 아니더라도 그 값은 옵셔널값이 된다.
• 옵셔널 체이닝의 상위 레벨 값이 옵셔널이고 현재 값이 옵셔널 이라고 해서 더 옵셔널하게 되진 않는다.
• 옵셔널 체이닝을 통해 값을 검색하거나 메소드를 호출하면 몇 단계를 거치는지 상관없이 옵셔널을 반환한다.

예제를 살펴보자.

if let johnsStreet = john.residence?.address?.street {
    print("John's street name is \\(johnsStreet).")
} else {
    print("Unable to retrieve the address.")
}
// Prints "Unable to retrieve the address."

john.residence는 valid한 Residence 인스턴스를 갖고 있지만 address가 nil이어서 이 옵셔널 체이닝은 fail이 된다. 비록 상위의 옵셔널 값인 john.residence가 true여도 하위 값이 nil 이면 체이닝은 fail이 된다.

let johnsAddress = Address()
johnsAddress.buildingName = "The Larches"
johnsAddress.street = "Laurel Street"
john.residence?.address = johnsAddress

if let johnsStreet = john.residence?.address?.street {
    print("John's street name is \\(johnsStreet).")
} else {
    print("Unable to retrieve the address.")
}
// Prints "John's street name is Laurel Street."

위 코드는 Address 인스턴스를 생성에서 할당하고 다시 옵셔널 체이닝을 해본 코드이다. Residence 인스턴스의 Address 인스턴스가 모두 존재하기 때문에 옵셔널 체이닝은 sucess 가 된다.

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체이닝에서 옵셔널 값을 반환하는 메서드

아래 코드는 옵셔널 체이닝에서 반환 값이 있는 메서드를 호출 하는 코드이다.

if let buildingIdentifier = john.residence?.address?.buildingIdentifier() {
    print("John's building identifier is \\(buildingIdentifier).")
}
// Prints "John's building identifier is The Larches."

만약 메소드의 반환 값을 갖고 추가적인 행동을 더 하고 싶다면 메소드 호출 표현 뒤에 물음표(?)를 붙이고 그 행동을 적어주면 된다. 앞에서 언급 했던 것 처럼 옵셔널 체이닝에 물려 있기 때문에 메소드의 반환 값도 옵셔널이 돼서 그 표시를 해줘야 한다.

if let beginsWithThe =
    john.residence?.address?.buildingIdentifier()?.hasPrefix("The") {
    if beginsWithThe {
        print("John's building identifier begins with \\"The\\".")
    } else {
        print("John's building identifier does not begin with \\"The\\".")
}
}
// Prints "John's building identifier begins with "The"."

옵셔널이 반환 값에 걸려있고, 메서드 자체에 걸려있는 것이 아니기 때문에 메서드 괄호 뒤에 ? 를 붙여줘야 한다.