📌 러스트 라이프타임 & 함수 시그니처 개념 정리
1️⃣ 라이프타임(Lifetime)이란?
러스트에서 라이프타임(Lifetime) 은 참조자의 유효 기간을 컴파일러가 추론하도록 돕는 개념입니다.
- 목적: 메모리 안전성을 유지하면서 댕글링 포인터(dangling pointer) 문제를 방지하기 위해 존재함.
- 왜 필요한가? 러스트에서는 빌림(Borrowing) 개념을 사용하기 때문에, 참조가 유효한 범위를 명확히 해야 함.
- 기본 라이프타임 규칙: 러스트는 보통 라이프타임 추론을 통해 자동으로 처리하지만, 컴파일러가 모호하다고 판단하면 명시적으로 지정해야 함.
2️⃣ 라이프타임 기본 문법
라이프타임을 정의할 때 'a 같은 형태로 사용합니다.
fn example<'a>(param: &'a str) -> &'a str {
param
}'a: 라이프타임 매개변수(변수처럼 생겼지만, 생명 주기를 나타냄)param: &'a str:param이'a라는 라이프타임을 따르는 참조자임을 의미.-> &'a str: 반환값 역시'a라이프타임을 가짐.
📌 라이프타임과 함수 시그니처
함수에서 라이프타임을 지정해야 하는 경우가 있습니다.
1️⃣ 라이프타임 없이 참조자를 반환하는 함수
fn longest(s1: &str, s2: &str) -> &str { // ❌ 에러 발생!
if s1.len() > s2.len() {
s1
} else {
s2
}
}✅ 왜 에러가 발생하는가?
컴파일러가 s1과 s2의 라이프타임이 다를 수 있기 때문에 어떤 라이프타임을 반환해야 하는지 결정할 수 없음.
2️⃣ 라이프타임을 명시한 함수 시그니처
fn longest<'a>(s1: &'a str, s2: &'a str) -> &'a str {
if s1.len() > s2.len() {
s1
} else {
s2
}
}설명:
'a는s1과s2가 같은 라이프타임을 가짐을 의미.- 반환값
&'a str은s1과s2중 하나의 참조자를 반환하지만, 두 값 중 긴 라이프타임을 따라가게 됨.
✅ 이제 컴파일 가능!
📌 라이프타임과 구조체
구조체 내부의 참조자에도 라이프타임을 명시해야 합니다.
1️⃣ 라이프타임 없는 구조체 (에러 발생)
struct ImportantExcerpt {
part: &str, // ❌ 에러 발생!
}✅ 라이프타임을 추가하여 해결
struct ImportantExcerpt<'a> {
part: &'a str, // 'a 라이프타임을 가짐
}
fn main() {
let text = String::from("Hello, Rust!");
let excerpt = ImportantExcerpt { part: &text };
println!("{}", excerpt.part);
}이렇게 하면 excerpt.part는 text의 라이프타임을 따르게 됨.
📌 라이프타임 엘리시온 (생략 규칙)
러스트는 일반적인 패턴을 따라 라이프타임을 자동으로 추론할 수 있음.
1️⃣ 단일 참조자 → 라이프타임 생략 가능
fn first_word(s: &str) -> &str { // 라이프타임 명시 안 해도 됨
let bytes = s.as_bytes();
let index = bytes.iter().position(|&c| c == b' ').unwrap_or(s.len());
&s[..index]
}✅ 컴파일러가 자동으로 s와 반환값이 동일한 라이프타임을 가짐을 추론
2️⃣ 여러 개의 참조자 → 라이프타임 명시 필요
fn longest<'a>(s1: &'a str, s2: &'a str) -> &'a str { ... }s1과s2가 서로 다른 라이프타임을 가질 가능성이 있으므로 명시해야 함.
🎯 결론
- 라이프타임은 참조자가 유효한 범위를 지정하는 개념으로, 러스트가 댕글링 포인터를 방지하도록 돕는다.
- 함수 시그니처에서 라이프타임이 필요한 경우: 여러 참조자를 받을 때, 컴파일러가 추론할 수 없는 경우.
- 라이프타임 엘리시온(생략 규칙)이 적용되는 경우: 단일 참조자 매개변수의 경우 컴파일러가 자동 추론.
- 구조체 내부의 참조자에도 라이프타임을 명시해야 한다.
📌 러스트의 라이프타임은 복잡해 보일 수 있지만, 기본 개념을 이해하면 함수나 구조체에서 참조자를 안전하게 사용할 수 있도록 도와준다.
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