프로그래밍 스칼라: 실용적인 스칼라 활용법을 익히는 가장 확실한 실전 바이블 (2.11.x 버전 기반)

419

스칼라의 객체지향 프로그래밍 구현에 대해 많은 것을 배웠다. 이 장에서는 표준 라이브러리의

타입 계층구조에 대해 자세히 다루고,

Predef

(

http

://

bit

.

ly

/

1086O2z

) 등의 타입을 깊이 살펴

볼 것이다.

하지만 우선 타입시스템에서 중요한 상속에 따른 변성

variance

이라는 특징을 논의하자. 이에 대해

알아야 이 장 뒷부분에서 다룰 라이브러리에 있는 여러 가지 타입을 이해할 수 있다.

그 후 객체의 동등성에 대해 논의하면서 이 장을 마칠 것이다.

10.1

매개변수화한 타입: 상속에 따른 변성

자바와 스칼라의 매개변수화한 타입(자바에서는 이를 보통 제네릭스라고 부른다 )의 중요한 차

이점은 상속에 따른 변성을 다루느냐에 있다.

예를 들어 어떤 메서드가

List

[

AnyRef

]

타입의 인자를 취한다고 가정하자. 그렇다면 이 메서드

에

List

[

String

]

값을 넘길 수 있을까? 즉,

List

[

String

]

을

List

[

AnyRef

]

의 서브타입으로 간

주해야 할까? 그에 대한 답이 참인 종류의 변성을 공변성

covariant

이라고 한다. 컨테이너(매개변

수화한 타입)의 슈퍼타입

-

서브타입 관계가 타입 매개변수 사이의 관계와 ‘동일한 방향으로 진

행’하기 때문이다.

스칼라 객체 시스템

I

CHAPTER

10

420

2

부

기본기 다지기

또한 반공변성

contravariant

인 타입도 있다. 그런 경우 임의의 타입

X

에 대해

X

[

String

]

은

X

[

Any

]

의 슈퍼타입이다.

매개변수화한 타입이 공변성도 아니고 반공변성도 아닌 경우, 무공변성

invariant

이라고 한다. 일

부 매개변수화한 타입은 둘 이상의 변성을 포함할 수도 있다.

자바와 스칼라는 모두 공변성, 반공변성, 무공변성 타입을 지원할 수 있다. 하지만 스칼라에서

는 변성 표기

variance

annotation

라 불리는 기호를 타입 매개변수에 추가하는 방식을 통해 변성에 대

한 선언을 타입 선언에 포함시킨다. 이때 공변성 타입 매개변수의 경우

+

를 사용하고, 반공변

성 타입 매개변수의 경우

-

를 사용한다. 무공변성인 타입 매개변수에 대해서는 아무런 표기도

사용하지 않는다. 다른 말로 하면, 매개변수화한 타입을 설계한 사람이 해당 타입에 대한 상속

이 이루어질 때 상속 관계가 어떻게 변할지 결정한다.

다음은 몇 가지 선언 예다 (실제 타입에 대한 예는 잠시 후에 보여줄 것이다 ).

class W

[+

A

]

{...}

//

공변성

class X

[

-

A

]

{...}

//

반공변성

class Y

[

A

]

{...}

//

무공변성

class Z

[

-

A

,

B

,+

C

]

{...}

//

혼합

반면 자바의 매개변수화한 타입 정의에는 상속 하의 변성에 대한 정의가 들어 있지 않다. 대신

매개변수화한 타입의 변성은 예를 들어 호출 지점이나 변수가 선언될 때와 같이 해당 타입을 사

용할 때 지정된다.

스칼라와 자바의 세 가지 변성 표기와 의미를 [표

10

-

1

]에 정리했다.

T

sup

는

T

의 슈퍼타입이고,

T

sub

는

T

의 서브타입이다.

표

10-1

타입변성표기와그의미

스칼라 자바 설명

+

T

?

extends

T

공변성( 예를들면

List

[

T

sub

]

는

List

[

T

]

의서브타입)

-

T

?

super

T

반공변성( 예를들면

X

[

T

sup

]

는

X

[

T

]

의서브타입)

T T

무공변성( 예를들면

Y

[

T

sup

]

나

Y

[

T

sub

]

가

Y

[

T

]

를대치할수없음)

421

10

장

스칼라 객체 시스템 I

List

로 돌아가 보면, 리스트는 실제로는

List

[+

A

]

다. 이는

List

[

String

]

이

List

[

AnyRef

]

의

서브클래스라는 뜻이다. 따라서 리스트는 타입 매개변수

A

에 대해 공변성이다.

List

와 같이 공

변성 타입 매개변수가 하나만 있는 경우에는 때로 ‘

List

는 공변적이다

Lists

are

covariant

’라고 짧게

말하는 것을 들을 수 있다. 이는 반공변인 경우에도 마찬가지다.

공변성이나 무공변성 타입은 이해하기 쉽다. 반공변성 타입은 어떨까?

10.1.1

함수 내부 들여다보기

반공변성의 가장 좋은 예는

scala

.

Function2

(

http

://

bit

.

ly

/

10Ft2tC

)와 같은

FunctionN

트

레이트다. 여기서

N

은

0

이상

22

이하로, 함수가 취하는 인자의 개수를 나타낸다. 스칼라는 이런

트레이트를 사용해서 익명 함수를 구현한다.

이 책에서는 계속 익명 함수, 즉 함수 리터럴을 사용했다. 예를 들면 다음과 같다.

List

(

1

,

2

,

3

,

4

)

map

(

i

=

>

i

+

3

)

//

결과

:

List

(

4

,

5

,

6

,

7

)

함수 식

i

=

>

i

+

3

은 실제로는 컴파일러가 다음과 같이

scala

.

Function1

(

http

://

bit

.

ly

/

13KD90C

)의 익명 서브클래스의 인스턴스로 변환하는 구문적 편의

syntactic

sugar

다.

val f

:

Int

=

>

Int

=

new Function1

[

Int

,

Int

]

{

def apply

(

i

:

Int

):

Int

=

i

+

3

}

List

(

1

,

2

,

3

,

4

)

map

(

f

)

//

결과

:

List

(

4

,

5

,

6

,

7

)

NOTE

_

객체 뒤에 인자 목록을 넣으면 기본으로 호출되는 메서드의 이름인

apply

는 함수 적용

function

application

에서 온 것이다. 그러므로 함수나 객체

f

를 정의하면, 그곳에 인자 목록을 적용해서 호출할 수 있다.

예를 들어

f

(

1

)은 실제로

f

.

apply

(

1

)을 호출한다.

422

2

부

기본기 다지기

역사적으로

JVM

은 바이트 코드에서 ‘단순한’ 함수를 허용하지 않았다. 모든 것을 객체로 둘러

싸야만 했다. 최근의 자바 버전, 특히 자바

8

에서는 이런 제한이 완화되긴 했지만, 스칼라가 예

전의

JVM

에서도 작동하기 위해서는 컴파일러가 익명 함수를 적당한

FunctionN

트레이트의 익

명 서브클래스로 변환해야 한다. 자바 프로그래머라면 자바 프로젝트에서 이런 식으로 자바 인

터페이스의 익명 서브클래스를 작성한 경우가 많을 것이다.

apply

가 추상 메서드이기 때문에,

FunctionN

은 추상 트레이트다. 여기서는

apply

를 정의했다.

우리가

i

=

>

i

+

3

과 같은 간단한 함수 리터럴 구문을 사용하면, 컴파일러가 이런 정의를 대신

해준다. 컴파일러는 함수 리터럴의 본문 부분을

FunctionN

의

apply

정의에 사용한다.

NOTE

_

자바

8

에서는 람다라고 부르는 함수 리터럴에 대한 지원이 추가되었다. 람다의 구현은 스칼라가 사

용하는 방식과 다르다. 스칼라는 예전의

JVM

도 지원해야 하기 때문이다.

반공변성으로 돌아와서, 다음은

scala

.

Function2

(

http

://

bit

.

ly

/

10Ft2tC

)의 선언이다.

trait Function2[-T1, -T2, +R] extends AnyRef

마지막 타입 매개변수인

+

R

은 반환 타입이다. 그 타입 매개변수는 공변성이다. 앞의 두 타입 매

개변수는 첫 번째와 두 번째 인자의 타입이다. 그 둘은 반공변성이다. 다른

FunctionN

트레이트

의 경우에도 함수 인자에 해당하는 타입 매개변수는 반공변성이다.

따라서 함수는 상속에 대해 혼합된 공변성을 가진다.

이것은 어떤 의미일까? 변성의 동작을 이해하기 위한 몇 가지 예를 보자.

//

src

/

main

/

scala

/

progscala2

/

objectsystem

/

variance

/

func

.

scX

class CSuper

{

def msuper

()

=

println

("

CSuper

")

}

//

➊

class C extends CSuper

{

def m

()

=

println

("

C

")

}

class CSub extends C

{

def msub

()

=

println

("

CSub

")

}

var f

:

C

=

>

C

=

(

c

:

C

)

=

>

new C

//

➋

f

=

(

c

:

CSuper

)

=

>

new CSub

//

➌