[Swift] Arrays (배열)

참고사이트:
The swift Language Guide
Apple Developer
boostcourse

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💪 배열(Arrays)

• 순서가 있는 리스트 컬렉션
• 즉 리스트 안에 삽입된 멤버가 순서(인덱스)를 가진 컬렉션

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🥸 배열 선언방법

• 배열 타입은 Array로 표현하고 선언은 다음과 같이 한다.

var examInt: Array<Int> = Array<Int>()
// 선언의 축약형
var examInt: [Int] = []

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🥸 빈 배열 생성방법

var examInt: [Int] = [Int]()
examInt.append(3)
// insert value 3
examInt = []
// array clear

🥸 기본 값으로 빈 배열를 생성하는 방법

• init(repeating repeatedValue: Element, count: Int)
  • repating:반복하는 값
  • count: 반복하는 횟수(즉 길이를 미리 지정)

var threeDoubles = Array(repeating: 0.0, count: 3)
// threeDoubles : Double 타입의 [0.0, 0.0, 0.0]

이것은 배열말고도 String에서도 사용이 가능하다.

let cake: String = String(repeating: "치즈케이크",count: 3)
>>> "치즈케이크치즈케이크치즈케이크"

🥸 다른 배열를 추가한 배열의 생성

• "+" 연산자를 사용해서 배열를 합칠 수 있다.

var anotherThreeDoubles = Array(repeating: 2.5, count: 3)
// anotherThreeDoubles : [2.5, 2.5, 2.5]

var sixDoubles = threeDoubles + anotherThreeDoubles
// sixDoubles : [0.0, 0.0, 0.0, 2.5, 2.5, 2.5]

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🥸 리터널을 이용한 배열의 생성

[value1, value2, value3] 형태를 이용해 배열을 생성할 수 있다.

var shoppingList: [String] = ["Eggs", "Milk"]
var shoppingList = ["Eggs", "Milk"]
shoppingList.append("Meat)
// 리터널을 이용한 배열 생성도 값 추가 변경이 가능하다.

🥸 배열의 원소 개수 확인은 count 프로퍼티를 이용하여 확인가능

print("The shopping list contains \(shoppingList.count) items.")
// The shopping list contains 3 items.

🥸 배열이 비었는지 확인은 isEmpty 프로퍼티를 이용하여 확인 가능

if shoppingList.isEmpty{
    print("I don't know shopping list")
} else{
    print("I know \(shoppingList.count) shopping list")
}
// prints "I know 3 shopping list"

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🥸 배열에 원소추가 방법

• 3가지 방법으로 배열에 원소를 추가할 수 있다.
  • 단순 append 메소드의 사용은 단일 element를 삽입할때 사용.

var students = ["Ben", "Ivy", "Jordell"]
students.append("Maxime")
// ["Ben", "Ivy", "Jordell", "Maxime"]

• append메소드의 contensOf 옵션을 사용하면 다중 element를 삽입가능.

students.append(contentsOf: ["Shakia", "William"])
// ["Ben", "Ivy", "Jordell", "Maxime", "Shakia", "William"]

• "+"연산을 이용해서 다중 element 삽입 가능.

students += ["Jack","Steven"]
// ["Ben", "Ivy", "Jordell", "Maxime", "Shakia", "William", "Jack","Steven"]

• Insert 메소드를 이용하여 특정위치의 인덱스에 값 삽입 가능.

students.insert("Liam", at: 3)
// ["Ben", "Ivy", "Jordell", "Liam", "Maxime", "Shakia", "William", "Jack", "Steven"]

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🥸 배열 원소 제거 방법

• 배열의 원소 제거는 remove 메소드를 사용한다.

students.remove(at: 0)
//students.removeFirst() // 동일한 표현
// ["Ivy", "Jordell", "Liam", "Maxime", "Shakia", "William", "Jack", "Steven"]

students.removeLast()
// ["Ivy", "Jordell", "Liam", "Maxime", "Shakia", "William", "Jack"]

// 삭제할 인덱스 범위를 지정할 수 있다 -> (1,2) 인덱스 위치에 있는 값 제거
students.removeSubrange(1..<3)
// ["Ivy", "Maxime", "Shakia", "William", "Jack"]

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🥸 배열 특정 element 값 변경

• 수정하고자 하는 element의 인덱스를 모르고 값만 알 경우.

if let i = students.firstIndex(of: "William"){
    students[i] = "Will"
}
// ["Maxime", "Will", "Jack"]

• 인덱스의 위치를 알고 있으면 다음과 같이 element를 수정할 수 있다.

students[1] = "Jujo"
// "Maxime", "Jujo", "Jack"]

• 1개의 값이 아닌 여러개의 값을 한번에 수정이 가능하다.

students[1...2] = ["Haha", "Hongchul"]
//["Maxime", "Haha", "Hongchul"]

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🥸 배열 values 접근

• 배열의 원소 접근은 아래와 같다.
  • if let 표현식은 추후 학습할 예정

// 안전한 방법 
let oddNumbers = [1, 3, 5, 7, 9, 11, 13, 15]
if let firstElement = oddNumbers.first, let lastElement = oddNumbers.last {
    print(firstElement, lastElement, separator: ", ")
}
// print 1, 15

let emptyDouble: [Double] = []
print(emptyDouble.first, emptyDouble.last, separator: ", ")

//만약 array가 empty라면 nill 출력
// print nil, nil


// a
print(emptyDouble[0])
// Triggers runtime error: Index out of range

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🥸 배열 순회

• "for-in loop" 사용.

let cities:[String] = ["진해","마산","창원"]

for city in cities {
    print("I don't live in \(city)")
}
// I don't live in 진해
// I don't live in 마산
// I don't live in 창원

• index와 value 둘다 접근이 필요할시 "enumerate" 메소드 사용.

for(n,c) in cities.enumerated(){
    print("\(n): '\(c)'")
}
// 0: '진해'
// 1: '마산'
// 2: '창원'

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👀 배열의 복사본 수정

• Arrray는 구조체로 구현되어 있고, 구조체는 Swift에서 Value Types이라고 한다. 이 Value Types은 독립적인 인스턴스이며, 자신만의 메모리 할당을 가진다. 예를 들면:

var numbers: [Int] = [1,2,3,4,5]
var numbersCopy = numbers
numbers[0] = 100

print(numbers)
// [100, 2, 3, 4, 5]
print(numbersCopy)
// [1, 2, 3, 4, 5]

다음과 같이 numbersCopy에 numbers를 복사하고, numbers의 값을 수정하여도 독립적인 인스턴스 이므로 서로의 값이 다른것을 확인할 수 있다.
즉 Swift의 Value Types 인스턴스는 복사를 할때 참조하는 개체의 주소를 공유하는 것이 아닌 메모리 공간을 독립적으로 가진다.

• 다음은 배열의 elements가 class의 인스턴스인 경우를 살펴보자

var firstInteger = [IntegerReference(),IntegerReference()]
var secondInteger = firstInteger

firstInteger[0].value = 100
print(secondInteger[0].value)
// Prints "100"

firstInteger[0] = IntegerReference()
print(firstIntegers[0].value)
// Prints "10"
print(secondInteger[0].value)
// Prints "100"

이 경우는 배열의 element가 class의 인스턴스이다 class는 Swift에서 Reference Types이고, Reference Types의 인스턴스는 모든 새 인스턴스가 동일한 메모리 주소를 가진다

그러므로 한개의 배열의 참조하는 인스턴스의 값이 변하면 이 인스턴스를 참조하는 다른 배열의 값도 변화는 것을 확인할 수 있다.

그러나 만약, 배열이 새로 생성된 인스턴스를 참조한다면 이 둘은 서로 참조하는 주소가 다르므로 서로 독립적 관계가 되는것을 확인할 수 있다.

그러면 Swift의 배열은 복사 시 매번 메모리를 새로 할당할 까??
결론은 아니다!!
Swift에서는 Value Types에 대해 copy-on-wirte optimization 을 제공한다.

A 배열, B 배열이 있고 다음과 같이 복사한 경우

B = A

이 시점에서는 B와 A는 동일한 저장소를 공유한다. 즉 여러 복사본이 수정을 거치기 전 까지는 동일한 메모리 주소를 공유하는 것이다. 다음과 같이 A 배열에서 수정이 발생한다면

A[0] = 11

A는 해당 데이터의 복사본을 새로 만들고 이를 수정하는 것이다. 결국 기존에는 동일한 메모리를 공유하고 필요할때만 복사하여 복사량을 줄이고 최적화를 시키는 것이다. 이것을 copy-on-write 방식이라고 한다.

다음 예시에서는 동일한 storage를 공유하는 두 개의 복사본가 숫자 배열이 생성된다. 원래의 배열이 수정되기 전에 데이터에 해당하는 저장소의 독립적인 복사본을 만들고, 이 복사본에 대해 수정이 이루어진다.

var numbers = [1,2,3,4,5]
var firstCopy = numbers
var secondCopy = numbers

// storage copy
numbers[0] = 100
numbers[1] = 200
numbers[2] = 300
// 'numbers' is [100, 200, 300, 4, 5]
// 'firstCopy' and 'secondCopy' are [1, 2, 3, 4, 5]