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Rust Struct (구조체) and implementation

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Rust
Rust struct implementation

목차

struct 와 impl

Rust의 Struct와 Implementation에 대해서 정리해보려고 합니다. Rust를 취미로 공부하고 있는데 Script언어만 다뤄본 저에게 역시 쉽지 않습니다. 하지만 오늘 소개할 Struct와 Implementation은 Rust에서 OOP패러다임을 적용해 볼 수 있도록 해줍니다. struct와 impl 키워드를 이용하면 됩니다.

Python과 비교해가면서 공부했더니 조금은 쉽게 이해할 수 있었습니다. 비슷한 듯 다른 이 내용에 대해서 한 번 알아보겠습니다. 그리고 Python처럼 PascalCase와 snake_case를 사용해서 선언할 때 이질감이 좀 덜해지는 것처럼 느껴집니다.

Python과 비교하며 Struct 공부하기

Struct는 데이터 구조를 정의하기 위해 사용됩니다. 한국어로 구조체인 것부터 감이 오시지 않나요?

Python에서 dataclass만들때 모습이랑 비슷한 것 같습니다. 또는 class 생성시 __init__ 생성자에 클래스 속성값을 정의하는 것과 유사합니다. 제 느낌에 좀 더 비슷한 느낌은 추상클래스를 이용해서 인터페이스를 선언하는 것 같다고나 할까요?

예제: RandomGenerator (Struct)

  • random한 문자열을 생성하는 것을 예제로 한 번 만들어보겠습니다.

  • Rust 구조체 선언

    • Struct(구조체)를 선언하고 단독으로 사용하는 방법은 다음과 같습니다.
    • 구조체를 통해 만들어진 것이 인스턴스입니다.
struct RandomGenerator {
    max_length: usize,
}
 
fn main() {
    let generator: RandomGenerator = RandomGenerator { max_length: 12 };
    let max_length: usize = generator.max_length;
    println!("Max length: {}", max_length);
}
  • Python과 비교
class RandomGenerator:
    def __init__(self, max_length):
        self.max_length = max_length
 
generator = RandomGenerator(max_length = 12)
max_length = generator.max_length
print(f"Max length: {max_length}")

Python과 비교하며 Implementation 공부하기

implementation은 반드시 Struct하고만 쓰이는 것은 아니고, Struct를 비롯하여 Enum, Trait하고도 같이 쓰입니다. 메소드 및 연관함수를 구현하고 적용하기 위해서 사용됩니다.

Python에서 클래스에 메소드 구현하는 것과 유사합니다. impl 블록에서 함수를 만들고 인스턴스에서 호출 가능합니다.

예제: RandomGenerator (Implementation)

  • 위 예제를 이어갑니다.

  • Rust impl 선언

    • random을 사용하기 위해 rand 크레이트를 사용합니다.
    • implementation하고자 하는 struct와 동일한 이름을 사용합니다.
use rand::Rng;
 
struct RandomGenerator {
    max_length: usize,
}
 
impl RandomGenerator {
    fn new(max_length: usize, include_numbers: bool) -> Self {
        let mut chars: Vec<char> = ('a'..='z').collect();
        chars.extend('A'..='Z');
        if include_numbers {
            chars.extend('0'..='9');
        }
        Self { max_length, chars }
    }
 
    fn generate_string(&self) -> String {
        let mut rng = rand::thread_rng();
        let random_string: String = (0..self.max_length)
            .map(|_| {
                let idx = rng.gen_range(0..self.chars.len());
                self.chars[idx]
            })
            .collect();
 
        random_string
    }
}
 
fn main() {
    let generator = RandomGenerator::new(12, true);
    let random_string = generator.generate_string();
    println!("Generated string: {}", random_string);
}

  • fn new : new는 생성자 입니다.

    • new 함수는 연관함수입니다. 연관함수는 인스턴스를 필요로하지 않는 함수입니다.
      • Associated Function(연관함수), Python의 Static Method와 유사하네요.
    • 연관함수는 ::를 사용하여 호출합니다.
      • RandomGenerator::new(12, true) 이런식으로 사용됩니다.

  • Self : self를 보고 반가웠습니다. Python과 마찬가지로 인스턴스를 가리킵니다.

    • self가 있는 함수들이 method이며 인스턴스가 필요하기 때문에 항상 self, &self 를 파라미터로 받습니다.

  • Python과 비교

import random
import string
 
class RandomGenerator:
    def __init__(self, max_length, include_numbers):
        self.max_length = max_length
        self.chars = list(string.ascii_lowercase + string.ascii_uppercase)
        if include_numbers:
            self.chars.extend(string.digits)
 
    def generate_string(self) -> str:
        return ''.join(random.choice(self.chars) for _ in range(self.max_length))
 
generator = RandomGenerator(max_length = 12, include_numbers=True)
random_string = generator.generate_string()
print(f"Generated string: {random_string}")

마무리

Rust의 struct와 impl 에 대해서 예제와 그리고 Python과 비교를 통해 정말 간단하게 알아봤습니다(이제 응용도 해봐야죠!).

확실히 Python이 정말 편리하긴 한 것 같습니다.

struct와 impl을 사용하여 class를 구현하듯 OOP 스타일의 코드를 작성할 수 있습니다.

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