494
2
부
기본기 다지기
다른 일반적인 시나리오로는
O
(
1
)의 키를 기반으로 한 쓰기와 읽기가 필요한 경우, 즉 값을 키
를 가지고
immutable
.
Map
(
mutable
.
Map
)에 저장하는 경우가 있다. 마찬가지로
immutable
.
Set
(
mutable
.
Set
)을 사용해서 어떤 값의 존재 여부를 검사할 수 있다.
12.3
컬렉션 라이브러리의 설계 방식
설계상 문제점을 해결하고 재사용을 장려하기 위해 컬렉션 라이브러리가 사용하는 여러 기법이
있다. 그에 대해 설명하고, 그 과정에서 라이브러리에 있는 여러 ‘도우미’ 타입을 살펴보고, 각
각 구현에서 어떻게 사용되는지 알아보자.
12.3.1
Builder
앞에서 변경 가능한 컬렉션을 주의 깊게 사용하면 성능을 위한 좋은 타협안이 될 수 있다고 말
한 적이 있다. 실제로 컬렉션
API
는
map
과 같이 새로운 컬렉션을 만들어내는 연산에서 내부적
으로 변경 가능 컬렉션을 사용한다. 내부적으로는
map
과 같은 연산에서 새로운 컬렉션 인스턴
스를 만들어내기 위해
collection
.
mutable
.
Builder
(
http
://
bit
.
ly
/
1u174xC
) 트레이트를
구현한 것을 활용한다.
빌더는 다음과 같은 시그니처를 가진다.
trait Builder
[
-
Elem
,
+
To
]
{
def
+
=
(
elem
:
Elem
):
Builder
.
this
.
type
def clear
()
def result
():
To
...
//
위
세
추상
메서드로부터
파생된
다른
메서드들
}
Builder
.
this
.
type
이라는 범상치 않은 시그니처는 싱글턴 타입
singleton
type
이다. 이는
+=
메서
드가 오직 그 메서드가 호출된 대상
Builder
, 즉
this
의 인스턴스만 반환하도록 보장한다. 예
를 들어 어떤
Builder
의 구현이
this
대신 새로 만들어낸 인스턴스를 반환하려고 시도하면 타
입 체크를 통과할 수 없다. 싱글턴 타입에 대해서는
15
.
3
.
1
절 ‘싱글턴 타입’에서 다룰 것이다.
495
12
장
스칼라 컬렉션 라이브러리
다음은
List
를 위한 빌더 구현 예제다.
//
src
/
main
/
scala
/
progscala2
/
collections
/
ListBuilder
.
sc
import collection
.
mutable
.
Builder
class ListBuilder
[
T
]
extends Builder
[
T
,
List
[
T
]]
{
private var storage
=
Vector
.
empty
[
T
]
def
+
=
(
elem
:
T
)
=
{
storage
=
storage
:+
elem
this
}
def clear
():
Unit
=
{
storage
=
Vector
.
empty
[
T
]
}
def result
():
List
[
T
]
=
storage
.
toList
}
val lb
=
new ListBuilder
[
Int
]
(
1 to 3
)
foreach
(
i
=
>
lb
+
=
i
)
lb
.
result
//
결과
:
List
(
1
,
2
,
3
)
Vector
보다 더 효율적인 내부 저장 방식을 구현할 수도 있다. 하지만 위 예제는 빌더의 개념을
보여주기 위한 것일 뿐이다.
12.3.2
CanBuildFrom
수의 리스트에 대한 변환을 시도하는 간단한 예제를 보자.
scala
>
List
(
1
,
2
,
3
,
4
,
5
)
map
(
2
*
_
)
res0
:
List
[
Int
]
=
List
(
2
,
4
,
6
,
8
,
10
)
List
(
http
://
bit
.
ly
/
1toub3N
)에 있는 이 메서드의 단순화한 시그니처는 다음과 같다.
496
2
부
기본기 다지기
map[B](f: (A) =
>
B): List[B]
하지만 표준 라이브러리는 가능하면 재사용을 활용한다.
5
.
2
.
3
절 ‘사용 가능한 인스턴스 제한하
기’에서
map
이 실제로는
List
에 혼합된
scala
.
collection
.
TraversableLike
(
http
://
bit
.
ly
/
1yMk4pK
) 트레이트에 정의된 메서드라는 사실을 봤다.
map
의 실제 시그니처는 다음과 같다.
trait TraversableLike
[+
A
,
+
Repr
]
extends
...
{
...
def map
[
B
,
That
](
f
:
A
=
>
B
)(
implicit bf
:
CanBuildFrom
[
Repr
,
B
,
That
]):
That
=
{...}
}
Repr
은 내부적으로 원소를 저장하기 위해 사용하는 컬렉션의 타입이다.
B
는 함수
f
가 만들어내
는 원소의 타입이다. 따라서
That
은 우리가 만들어낼 대상 컬렉션의 타입 매개변수다. 이는 원래
컬렉션의 타입 매개변수와 같을 수도 있지만, 다를 수도 있다.
TraversableLike
는
List
와 같은 서브타입에 대해 아무것도 모른다. 하지만 암시적인
CanBuildFrom
인스턴스가 그런 정보를 모두 담고 있기 때문에 새로운
List
를 만들어서 반환
할 수 있다.
CanBuildFrom
은
Builder
인스턴스를 만들 수 있는 팩터리에 대한 트레이트다. 실제로 새로운
컬렉션을 점진적으로 만드는 일은
Builder
가 담당한다.
CanBuildFrom
기법의 단점은 실제 메서드 시그니처가 너무 복잡해진다는 것이다. 하지만
map
과
같은 연산에서 객체지향적인 재사용을 가능하게 해주는 기능 외에도,
CanBuildFrom
은 생성을
여러 가지 다른 방식으로 일반화하고 모듈화해준다.
예를 들어
CanBuildFrom
인스턴스가 여러 다른 구체적 컬렉션에 대한
Builder
를 인스턴스화
할 수도 있을 것이다. 보통은 같은 타입의 새로운 컬렉션이 반환되지만, 그렇지 않고 주어진 원
소에 따라 좀 더 효율적인 서브타입을 반환할 수도 있다.
예를 들어 원소가 많은
Map
은 키를 해시 테이블에 넣는 방식으로 가장 잘 구현할 수 있다. 그런
방식을 사용하면 분할 상환으로
O
(
1
)이 걸리는 저장과 검색을 수행할 수 있다. 하지만 크기가
497
12
장
스칼라 컬렉션 라이브러리
작은
Map
의 경우 그냥 원소를 배열이나 리스트에 넣는 것이 더 빠를 수도 있다.
n
이 작은 경우
실제로는 이런 구조에 대한
O
(
n
) 검색 연산이 해시 테이블을 사용한
O
(
1
) 연산보다 더 빠르
기 때문이다 (후자에 곱해지는 상수가 상당히 크므로 ).
입력 컬렉션 타입을 출력 컬렉션에 사용할 수 없는 경우도 있다. 다음 예제를 보자.
scala
>
val set
=
collection
.
BitSet
(
1
,
2
,
3
,
4
,
5
)
set
:
scala
.
collection
.
BitSet
=
BitSet
(
1
,
2
,
3
,
4
,
5
)
scala
>
set map
(
_
.
toString
)
res0
:
scala
.
collection
.
SortedSet
[
String
]
=
TreeSet
(
1
,
2
,
3
,
4
,
5
)
BitSet
(
http
://
bit
.
ly
/
1wO3JAt
)은 정수만 저장할 수 있다. 따라서 우리가 그것을 문자열의
집합으로 변환한다면, 암시적인
CanBuildFrom
은 다른 출력 컬렉션을 인스턴스화할 것이다. 여
기서는
SortedSet
(
http
://
bit
.
ly
/
1nWuXEr
)을 사용한다.
마찬가지로 문자열 (문자의 시퀀스 )의 경우 다음과 같은 상황을 볼 수 있다.
scala
>
"
xyz
"
map
(
_
.
toInt
)
res0
:
scala
.
collection
.
immutable
.
IndexedSeq
[
Int
]
=
Vector
(
120
,
121
,
122
)
CanBuildFrom
의 또 다른 장점은 원래 컬렉션이 알지 못하거나, 원래 컬렉션이 들고 다니기엔
적합하지 않은 문맥과 관련한 정보를 담아둘 수 있다는 것이다. 예를 들어 분산 컴퓨팅
API
를
만드는 경우 특별한
CanBuildFrom
인스턴스를 사용해서 원격 프로세스로 직렬화하기 위해 최
적화된 컬렉션 인스턴스를 생성할 수 있을 것이다.
12.3.3
...
Like
트레이트
Builder
와
CanBuildFrom
이 출력 컬렉션을 위한 타입 매개변수를 취한다는 사실을 봤다. 이런
타입 매개변수를 지정할 수 있게 하고, 구현 재사용을 장려하기 위해, 여러분이 아는 컬렉션은
대부분 자신에 대응하는
...
Like
트레이트를 혼합한다. 이런
...
Like
트레이트는 적절한 반환 타
입 매개변수를 추가하고, 공통 메서드에 대한 구현을 제공한다.
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