슬라이스(Slices)
슬라이스는 여러가지를 의미할 수 있습니다. 먼저 T라는 타입의 값들을 담은 T[] 배열로부터 얻어질 수 있는 메모리상의 특성이 있습니다. 두번째는 [] 연산자를 적용할 수 있는 배열 타입 그 자체를 가르킵니다.
슬라이스는 T[] 전체가 될 수도 있고, 그 중의 일부분을 추려낸 일부분일 수 있습니다. 당연히 추려낸 배열의 타입은 T[] 가 됩니다.
슬라이스와 동적 배열(dynamic arrays)를 같이 놓고 설명하는 부분이 많기 때문에 함께 생각하며 이해하면 좋을 것 같습니다. 서로 떼어놓을 수 없는 관계이기도 하고, 실제로 이 섹션에서 두 용어를 혼용하는 경우가 있습니다.
슬라이스는 먼저 크게 두가지 요소를 갖는 특성이 있습니다. 값들이 연속적으로 나열되어있을 때, 첫 값을 가르키는 포인터(pointer)가 필요하고, 연속적으로 나열된 값들이 몇개나 있는지 알려줄 길이(length)가 필요합니다.
T* ptr; // T라는 타입의 값이 있는 시작 위치(메모리 주소)를 가르키는 포인터 ptr 입니다.
size_t length; // 32비트 환경에서는 부호 없는 32비트 정수로, 64비트에서는 부호 없는 64비트 정수를 사용합니다.
새 메모리 공간을 받아 슬라이스 얻기(Getting a slice via new allocation)
동적 배열을 생성했다면, 이 배열을 얻음으로써 슬라이스로의 특성을 함께 획득하게 됩니다.
auto arr = new int[5];
assert(arr.length == 5); // 실행시 arr.ptr 이라는 프로퍼티를 통해 포인터를 참조합니다
이렇게 할당 받은 동적 배열은 가비지 컬렉터(garbage collector)에 의해 자동으로 관리됩니다. 메모리상에는 포인터와 D 언어에서 관리하는 내부 배열 형태로 관리되고 있지만, 슬라이스를 통해 실제 구현을 신경쓰지 않고 간편하게 값을 다루게 됩니다.
이미 사용 중인 메모리에 대한 슬라이스(Getting a slice to existing memory)
슬라이스 연산자 [] 를 이미 사용 중인 메모리 공간에 적용하여 또다른 슬라이스를 얻을 수도 있습니다. 슬라이스 연산자 [] 는 스택(stack)에 할당된 정적 배열(static array)에도, opSlice 라는 공개된(public) 내부 함수를 구현한 struct 나 class 변수에도 사용할 수 있습니다. (Java 등의 언어에서 넘어오신 경우, opSlice를 연산자 오버로드나 인터페이스 형태로 이해하셔도 괜찮습니다.)
아래 예시에서서 다루는 origin[시작 .. 끝] 은 시작 인덱스를 포함하지만 끝 인덱스를 포함하지 않는 연속된 배열값을 슬라이스로 얻어올 때 쓰입니다.
auto arr = [0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9];
auto newArr = arr[1 .. 4]; // 끝부분(끝 인덱스)의 원소는 포함되지 않습니다. (시작 <= x < 끝)
assert(newArr.length == 3); // 현재 newArr은 [1, 2, 3] 이라는 슬라이스를 얻은 상태입니다.
newArr[0] = 10; // newArr[0]에 10을 저장했는데 newArr[0]의 원본인 arr[1]까지 값이 10으로 바뀝니다.
기존에 할당된 메모리 공간으로 부터 만들어진 슬라이스는, 기존 값들을 복사하여 만든 새로운 배열이 아닙니다. 주의하셔야합니다. 슬라이스의 값을 바꾸게 되면 원본이 함께 바뀌는 메모리 참조(memory reference) 형태로 동작합니다. 슬라이스끼리 참조가 더이상 발생하지 않으면 역시 가비지 컬렉터(garbage collector)가 메모리 확보를 위해 정리합니다.
슬라이스의 이런 특성들을 활용하면 파서(parser) 등을 효율적으로 작성할 수 있습니다. 메모리 공간은 원본 데이터를 저장하기 위한 한 곳만 있으면 되고, 슬라이스를 통해 필요한 부분만을 다루면 되기 때문입니다. 슬라이스를 활용할 수 있는 경우, 새로운 메모리 공간을 할당 받을 필요가 줄어듭니다.
배열 섹션에서 본 $ 라는 단축 문법이 생각날지 모르겠습니다. arr.length 와 같은 역할을 해주는 단축 문법으로 슬라이스에서도 적용할 수 있습니다. 슬라이스에서도 일반적인 상태에선 arr[$] 는 숫자로 가르킬 수 있는 최대 범위인 arr.length - 1 을 초과하기 때문에 RangeError 가 발생합니다. 단, 경계 검사(bounds-checking) 기능을 해제한 상태로 컴파일하면 오류가 발생하지 않습니다.
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