[ios] swift 기본 문법 정리 18: Protocols

프로토콜은 특정 기능 수행에 필수적인 요소를 정의한 Blueprint의 개념이다. 프로토콜을 만족시키는 타입을 프로토콜을 따른다(conform)고 말한다. 프로토콜에 필수 구현을 추하가하거나 추가적인 기능을 더하기 위해 프로토콜을 확장하는 것 또한 가능하다.

 

Java의 인터페이스를 implements 하는 개념과 비슷하다고 생각할 수도 있겠다.

 

문법부터 차근차근 알아보자.

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1. 프로토콜 문법

프로토콜의 정의는 클래스, 구조체, 열거형 등과 유사하다.

protocol SomeProtocol {
    // protocol definition goes here
}

 

프로토콜을 따르는 타입을 정의하기 위해서는 타입 이름 뒤에 콜론을 붙이고 Conforming 할 프로토콜 이름을 적는다.

struct SomeStructure: FirstProtocol, AnotherProtocol {
    // structure definition goes here
}

 

부모클래스를 상속 받는 경우 아래와 같이 상속할 클래스를 앞에 적는다.

class SomeClass: SomeSuperclass, FirstProtocol, AnotherProtocol {
    // class definition goes here
}

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2. 프로퍼티 요구사항

프로토콜에서는 프로퍼티가 저장된 프로퍼티인지 계산된 프로퍼티인지 명시하지 않는다. 하지만 프로퍼티의 이름과 타입, 그리고 gettable, settable인지는 명시해야 한다.

protocol SomeProtocol {
    var mustBeSettable: Int { get set }
    var doesNotNeedToBeSettable: Int { get }
}

 

타입 프로퍼티는 static키워드와 함께 선언한다.

protocol AnotherProtocol {
    static var someTypeProperty: Int { get set }
}

 

이제 하나의 프로퍼티를 갖는 프로토콜을 하나 선언한 뒤에 이를 따르는 구조체를 하나 선언하여 사용해보자.

protocol FullyNamed {
    var fullName: String {get}
}

struct Person: FullyNamed {
    var fullName: String
}

let john  = Person(fullName: "John Applesed")

 

또한 아래와 같이 fullName 프로퍼티를 계산된 프로퍼티로 재정의하여 사용할 수 있다.

class Starship: FullyNamed {
    var prefix: String?
    var name: String
    init(name: String, prefix: String? = nil) {
        self.name = name
        self.prefix = prefix
    }
    var fullName: String {
        return (prefix != nil ? prefix! + " " : "") + name
    }
}

var ncc1701 = Starship(name: "Enterprise", prefix: "USS")

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3. 메서드 요구사항

마찬가지로 필수 인스턴스 메서드와 타입 메서드를 명시할 수 있다. 하지만 메서드 파라미터의 기본 값은 프로토콜 안에서 사용할 수 없다.

 

필수 메서드 지정 시 함수명과 반환 값을 지정할 수 있고, 구현에 사용하는 괄호는 적지 않아도 된다.

protocol RandomNumberGenerator {
    func random() -> Double
}

class LinearCongruentialGenerator: RandomNumberGenerator {
    var lastRandom = 42.0
    let m = 139968.0
    let a = 3877.0
    let c = 29573.0
    func random() -> Double {
        lastRandom = ((lastRandom * a + c).truncatingRemainder(dividingBy:m))
        return lastRandom / m
    }
}
let generator = LinearCongruentialGenerator()
print("Here's a random number: \(generator.random())")
// Prints "Here's a random number: 0.3746499199817101"
print("And another one: \(generator.random())")
// Prints "And another one: 0.729023776863283"

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4. 변경 가능한 메서드 요구사항

mutating 키워드를 사용하여 인스턴스에서 변경 가능하다는 것을 표시할 수 있다. class 타입은 레퍼런스 타입이기 때문에 굳이 mutating 없이도 값 변경이 가능하다.

protocol Togglable {
    mutating func toggle()
}

enum OnOffSwitch: Togglable {
    case off, on
    mutating func toggle() {
        switch self {
        case .off:
            self = .on
        case .on:
            self = .off
        }
    }
}
var lightSwitch = OnOffSwitch.off
lightSwitch.toggle()
// lightSwitch is now equal to .on

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5. 이니셜라이저 요구사항

마찬가지로 프로토콜에서 필수로 구현해야 하는 이니셜라이저를 지정할 수 있다.

 

단, 프로토콜에서 init을 필수로 구현하도록 선언했기 때문에 이를 따르는 클래스에서 생성자를 선언할 때는 반드시 required 키워드를 붙여야 한다.

protocol SomeProtocol {
    init()
}

class SomeSuperClass {
    init() {
        // initializer implementation goes here
    }
}

class SomeSubClass: SomeSuperClass, SomeProtocol {
    // "required" from SomeProtocol conformance; "override" from SomeSuperClass
    required override init() {
        // initializer implementation goes here
    }
}

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6. 타입으로써의 프로토콜

프로토콜도 하나의 타입으로 사용되기 때문에 다음과 같이 허용되는 모든 곳에 프로토콜을 사용할 수 있다.

 

 1) 함수, 메서드, 이니셜라이저의 파라미터 타입 혹은 리턴 타입

 2) 상수, 변수, 프로퍼티의 타입

 3)  컨테이너인 배열, 사전 등의 아이템 타입

 

다음은 프로토콜을 타입으로 사용한 예제이다.

class Dice {
    let sides: Int
    let generator: RandomNumberGenerator
    init(sides: Int, generator: RandomNumberGenerator) {
        self.sides = sides
        self.generator = generator
    }
    func roll() -> Int {
        return Int(generator.random()*Double(sides)) + 1
    }
}

var d6 = Dice(sides: 6, generator: LinearCongruentialGenerator())
for _ in 1...5 {
    print("Random dice roll is \(d6.roll())")
}
// Random dice roll is 3
// Random dice roll is 5
// Random dice roll is 4
// Random dice roll is 5
// Random dice roll is 4

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7.  프로토콜 타입 콜렉션

프로토콜을 Array, Dictionary등 Collection 타입에 넣기위한 타입으로 사용할 수 있다. 아래는 TextRepresentable 프로토콜을 따르는 객체 Array에 대한 선언이다.

let things: [TextRepresentable] = [game, d12, simonTheHamster]

for thing in things {
    print(thing.textualDescription)
}
// A game of Snakes and Ladders with 25 squares
// A 12-sided dice
// A hamster named Simon

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8. 프로토콜 상속

클래스 상속과 동일하게 프로토콜 또한 상속할 수 있다.

protocol InheritingProtocol: SomeProtocol, AnotherProtocol {
    // protocol definition goes here
}

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이 외에도 프로토콜 위임이나 익스텐션 등 여러 응요 문법이 존재하지만 꽤나 복잡한 예제를 다루고 있기도 하고, 아직 익스텐션을 다루지 않기 때문에 이 포스팅에서도 따로 다루지 않고 넘어가려고 한다.

 

프로토콜에 대한 자세한 레퍼런스는 아래에서 확인할 수 있다.

https://jusung.gitbook.io/the-swift-language-guide/language-guide/21-protocols

프로토콜 (Protocols) - The Swift Language Guide (한국어)