📌 Optional

Optional,,
Swift 강의 간단한거로 들었을때 옵셔널 진짜 이해가 안가는 내용이었는데
오늘 꼭 꼭 이해하여 보자.

옵셔널은 Swift의 특징 중 하나인 안정성을 문법으로 담보하는 기능이다.
C언어나 Object-C에서는 찾을 수 없는 개념이다.

말 그대로, '선택적인'이라는 의미인데,
값이 있을 수도 있고, 없을 수도 있음을 나타낸다.
즉, 변수 또는 상수의 값이 nil일 수도 있다는 것이다.

옵셔널의 장점은 아래와 같다.

1. 전달인자로 NULL이 전달되어도 되는지 문서에 명시하지 않아도 문법적 표현만으로 알 수 있다.
2. 옵셔널과 옵셔널이 아닌 값은 철저히 다른 타입으로 인식하기에 컴파일 시 오류를 걸러낼 수 있다.

---

✅ 옵셔널 사용

이전 포스팅에서 다루었던 nil은 옵셔널에서 사용한다.
옵셔널 변수 또는 상수가 아니면 nil을 할당할 수 없다.

nil의 개념과 0 또는 ""은 다른 개념이다.
0은 0이라는 숫자를 의미하고 ""은 빈 문자열을 의미하는 것이다.
즉, nil(값이 없다)의 의미가 아닌 것이다.

따라서 nil로 표현하는 경우는 정말 정말 값이 존재하지 않는 경우이다.
이는 함수형 프로그래밍에 자주 등장하는 모나드 개념과 일맥상통한다.
모나드 개념은 나도 모른다,, 책에 있길래 일단 메모메모,,

아무튼 그래서 옵셔널의 사용의 의미는 많은 것을 축약한다.
옵셔널의 사용으로 우리는 해당 변수 또는 상수에 값이 없을 수 있다는 것을 직관적으로 알 수 있다.

📖 예제

아래의 예제를 통해 옵셔널 사용을 어떻게 하는지 보자.
옵셔널로 선언된 곳에서만 nil을 사용할 수 있다.
따라서 아래와 같이 물음표(?)를 붙여 옵셔널을 선언 후에 해당 값에 nil을 넣어야지만 오류가 나지 않는다.

📄 입력

var name: String? = "Mei"
print(name)

name = nil
print(name)

💻 출력

Optional("Mei")
nil

✨ 옵셔널의 선언 방법

옵셔널은 위의 예제와 같이 var name: String? = "Mei" 이러한 형태로 선언해도 되지만,
var name: Optional<String> 이렇게 명확하게 써줄 수도 있다.
하지만 물음표를 붙이는 것이 더 편하고 읽기도 쉽기 때문에 더 많이 사용한다.

✅ 옵셔널 사용의 이유

옵셔널을 굳이 굳이 쓰는 이유의 예로 함수의 전달인자 값이 잘못된 경우 (간단한 오류라면) 제대로 처리하지 못했음을 nil을 반환하여 표현하는 것을 들 수 있다.
또는, 매개변수를 굳이 넘기지 않아도 된다는 뜻으로 매개변수의 타입을 옵셔널로 정의할 수도 있다.

📖 열거형 초기화 예제

아래와 같은 원시 값을 통한 열거형 초기화 예제를 보자.

let primary = School(rawValue: "유치원")
let graduate = School(rawValue: "대학원")

위의 예제에서는 다른 때와 달리, 변수나 상수 뒤에 데이터 타입을 명시해주지 않고 데이터 타입 추론 기능을 사용했다.
이렇게 한 이유는 nil을 할당하는 경우가 생기기 때문이다.
위의 예제에서는 primary 와 graduate 상수의 데이터 타입을 School?라고 추론하게 된다.
원시 값이 열거형의 case에 해당하지 않으면 열거형 인스턴스 생성에 실패하여, nil을 반환한다.
이는 함수의 처리 실패 유형에 해당한다.

✅ 옵셔널 열거형의 정의

아래의 코드는 옵셔널의 정의이다.

public enum Optinal<Wrapped> : ExpressibleByNilLiteral {
    case none
    case some(Wrapped)
    public init(_ some: Wrapped)
    /// more ... 
}

위의 코드(옵셔널의 정의)를 보면 옵셔널은 제네릭이 적용된 열거형이다.
ExpressibleByNilLiteral 프로토콜을 따르는 것도 확인할 수 있다.

여기서 중요한 것은 이것이다.

옵셔널은 값을 갖는 케이스와 그렇지 못한 케이스 두 가지로 정의되어 있음
=> nil일때는 none 케이스가 되며, 값이 있는 경우 some 케이스가 됨
=> 값이 있는 경우 some 케이스가 되므로, some의 연관 값인 Wrapped에 값이 할당됨

📖 옵셔널 값 확인(switch)

옵셔널은 열거형이기 때문에, 옵셔널 변수는 switch 구문을 통해 값이 있고 없음을 할 수 있다.
아래와 같이 확인이 가능하다.

📄 입력

func checkOptionalValue(value optionalValue: Any?){
    switch optionalValue {
    case .none:
        print("This Optional variable is nil")
    case .some(let value):
        print("Value is \(value)")
    }
}

var name: String? = "Mei"
checkOptionalValue(value: name)

name = nil
checkOptionalValue(value: name)

💻 출력

Value is Mei
This Optional variable is nil

📖 옵셔널 확인(switch+where절)

위 예제에서 한 switch를 통한 옵셔널 값 확인에서 where 절을 결합하면 좀 더 세련되게 코드를 작성할 수 있다.
예제는 다음과 같다. (이 예제는 where절을 공부하고 다시 보면 좋을 듯 하다.)

let nums: [Int?] = [2, nil, -2, 0]

for num in nums {
    switch num {
    case .some(let value) where value < 0:
        print("Negative value")
    case .some(let value) where value > 0:
        print("Positive value")
    case .some:
        print("Zero")
    case .none:
        print("Nil !!")
    }
}

✅ 옵셔널 추출

옵셔널을 switch 구문을 통해 매번 값이 있는지 확인하는 것은 매우 불편하다.
따라서 옵셔널 타입에서 값을 조금 더 안전하고 편리하게 추출하는 방법을 알면 좋다.

📖 강제 추출

옵셔널 강제 추출 방식은 옵셔널의 값을 추출하는 방법 중 가장 간단하지만 가장 위험한 방법이다.
방법은 옵셔널 값의 뒤에 느낌표(!)를 붙여주는 것이다.
만약 강제 추출 시 옵셔널에 값이 nil이라면, 런타임 오류가 발생한다.
따라서 런타임 오류의 가능성을 항상 내포하기 때문에 강제 추출 방식은 지양해야 한다.

사용법은 아래 예제를 참고하자.

var name: String? = "Mei"
print(name)

var mei = name!
print(mei)

name = nil
mei = name!
print(mei)

// 조건문을 사용하면 조금 더 안전하게 처리 가능
if name != nil {
	print("My name is \(name!)")
}
else {
	print("name is nil")
}

📖 옵셔널 바인딩

옵셔널 강제 추출에서 if 구문을 사용하는 방법은 다른 프로그래밍 언어에서 NULL 값을 체크하는 방식과 비슷하다.
그러면 옵셔널을 사용하는 의미도 사라진다.
따라서 Swift는 조금 더 안전하고 세련된 방법으로 옵셔널 바인딩을 제공한다.

옵셔널 바인딩은 옵셔널에 값이 있는지 확인할 때 사용한다.
만약 옵셔널에 값이 있으면,
추출한 값을 일정 블록 안에서 사용할 수 있는 상수나 변수로 할당하여 옵셔널이 아닌 형태로 사용할 수 있도록 한다.

옵셔널 바인딩은 아래 예제와 같이 if 또는 while 구문 등과 결합하여 사용이 가능하다.

var name: String? = "Mei"

// 옵셔널 바인딩을 통한 임시 상수 할당
if let me = name {
    print("i am \(me)")
}
else {
    print("name is nil")
}

// 옵셔널 바인딩을 통한 임시 변수 할당
if var me = name {
    name = "Vina"
    print("i am \(name)")
}
else {
    print("name == nil")
}

✨ 옵셔널 바인딩과 옵셔널 체이닝

옵셔널 바인딩은 옵셔널 체이닝과 환상의 결합을 이룬다.
이는 옵셔널 체이닝 정리에서 정리하도록 한다.

📖 암시적 추출 옵셔널

nil을 할당하고 싶지만, 옵셔널 바인딩으로 매번 값을 추출하기 귀찮거나
로직상 nil 때문에 런타임 오류가 발생하지 않을 것 같다는 확신이 드는 경우가 있다.
이런 경우에는 nil을 할당해줄 수 있는 옵셔널이 아닌 변수나 상수가 있으면 좋을 것이다.
이때 사용하는 것이 바로 암시적 추출 옵셔널이다.
암시적 추출 옵셔널을 사용하려면 타입 뒤에 느낌표(!)를 사용하면 된다.

암시적 추출 옵셔널로 지정된 타입은 일반 값처럼 사용이 가능하다.
하지만 이도 옵셔널이기 때문에 nil이 할당되어 있는데 아래 예제와 같이 접근을 시도하면 런타임 오류가 발생한다.

var name: String! = "Mei"
print(name)

name = nil

if let nameCheck = name {
    print("i am \(name)")
}
else {
    print("name == nil")
}

name.isEmpty

## ✅ 안전한 옵셔널 추출 옵셔널을 사용할 때는 강제 추출이나 암시적 추출 옵셔널을 사용하기보다는 옵셔널 바인딩, nil 병합 연산자를 비롯해 옵셔널 체이닝 등의 방법을 사용하는 것이 더 안전하다. 또한 이러한 방법들이 swift의 지향점에도 부합한다.

---

📌 마무리

진짜,, 개강 전 + 추석연휴의 핑계로 아주 야무지게 놀고 와서 4390481년 만에 포스팅이다.
암튼 왜 놀아도 놀아도 놀고 싶은지..
내가 노는 사이 xcode가 업데이트 되었다.
근데 문제는 내가 저번에 귀찮아서 앱스토어에서 다운로드 했었는데,
업데이트 무한 로딩이 되더라,,^__ㅠ
눈물을 머금고,, 다시 인터넷으로 다운로드 했다.
암튼,, 그랬다,,
이제 다시 공부 좀 하자.
그러고 보니 교대원 종합시험도 있다.(2주도 안남았는데, 통과해야 졸업한다.)
근데 공부를 안했다.
공부 좀 해라 제발,, 아자아자 🐯✨

---

참고
- 야곰, 『스위프트 프로그래밍 3판』, 한빛미디어, 2021.04
- the swift programming language swift 5.7
- Swift | Apple Developer Documentation