[Swift] 사용자 정의 연산자 (Custom Operator)

안녕하세요!

 

이번 시간에는 사용자 정의 연산자를 만들어보도록 할게요.

 

C, C++나 Java 등에는 증감연산자가 존재하기 때문에 편리하게 ++, -- 등을 사용할 수 있습니다.

반면 Swift에는 증감연산자가 존재하지 않습니다. Swift 3에서 deprecated 되었기 때문이죠🥲

 

하지만 괜찮습니다! Swift에서는 저희가 직접 연산자 기호를 추가해서 사용자 정의 연산자를 만들 수 있거든요ㅎㅎ

 

저는 5++를 하면 1이 증가되어 6이 되도록 하는 후위 증감 연산자 (++) 와

파라미터로 2개의 숫자를 전달받아서 두 개의 숫자를 각각 곱하고, 나눈 값을 더하는 역할을 하는 중위 연산자 (*+/)를 만들어볼거에요!

 

사용자 정의 연산자를 만드는 방법은 간단합니다.

먼저 연산자의 위치와 연산자로 사용할 특수문자를 정의해주고, 연산자를 구현해주면 끝입니다. 간단하죠?

이제 시작해보겠습니다!

 

 

 

1. 후위 증감 연산자 만들기 (++)

먼저 연산자의 위치와 연산자로 사용할 특수문자를 정의해보록 하겠습니다.

 

저는 ++라는 연산자를 후위 연산자로 사용할 것이기 때문에 postfix 키워드를 이용하여 정의해주었습니다.

postfix operator ++

 

참고로 전위, 중위 연산자는 아래와 같이 prefix, infix 키워드를 이용하여 정의합니다.

prefix operator customOperator // 피연산자의 앞에 오는 전위 연산자 정의
postfix operator customOperator // 피연산자의 뒤에 오는 후위 연산자 정의
infix operator customOperator // 피연산자 사이에 오는 중위 연산자 정의

 

그리고 연산자는 모든 Scope에서 인식할 수 있어야 하기 때문에 Global Scope에서 선언해주어야 합니다.

 

 

 

특수문자를 정의할 때 주의할 점이 있습니다.

Swift의 예약어는 단독으로 사용할 수 없기 때문에 반드시 다른 문자와 조합해서 사용해야합니다.

Swift의 예약어는 다음와 같습니다.

(, ), {, }, [, ], ., ,, :, ;, =, @, #, <(prefix operator), &(prefix operator), ->, `, ?, >(postfix operator), !(postfix operator), /*, */, //

 

그리고 사용자 정의 연산자는 아스키 문자 /, =, -, +, !, *, %, <, >, &, |, ^, ?, ~를 결합하여 사용합니다. 이 문자들은 반드시 첫번째에 와야 합니다.

 

그리고 마침표 (.)로 시작하는 사용자 정의 연산자도 정의할 수 있는데요, .+.는 단일 연산자로 처리됩니다.

하지만 만약 연산자가 마침표 (.)으로 시작하지 않는다면 연산자에 마침표 (.)를 포함시킬 수 없습니다.

예를 들면 +.+의 경우, + 연산자와 .+ 연산자 2개로 처리됩니다.

 

 

 

이제 연산자 메서드를 구현할 차례입니다!

 

연산자 메서드는 func 키워드 앞에 prefix 또는 postfix 키워드를 붙여서 구현합니다.

infix 연산자를 구현할 때에는 어떤 키워드도 쓰지 않습니다.

그리고 customOperator 부분에는 앞서 정의한 연산자를 써주면 됩니다.

 

// prefix operator
prefix func customOperator(parameters) -> ReturnType {
	// code
}

// postfix operator
postfix func customOperator(parameters) -> ReturnType {
	// code
}

// infix operator
func customOperator(parameters) -> ReturnType {
	// code
}

 

 

++ 연산자는 값을 1 증가시켜야하기 때문에 전달받은 인자에 1 더한 값을 리턴해주도록 할게요.

postfix func ++ (num: Int) -> Int {
    return num + 1
}

 

결과를 확인해볼까요?

정상적으로 4가 나오는 것을 확인할 수 있습니다.

 

 

여기서 질문!

실제 number의 값도 증가되었을까요?

 

 

 

정답은 아닙니다.

number의 값은 변함없이 그대로 3인 것을 확인할 수 있습니다.

연산자 메서드에서 number의 값을 직접 변경하지 않고, 파라미터로 전달된 값을 1 증가시킨 후 리턴하고 있기 때문이에요. 

 

 

 

실제 number의 값을 변경시키려면 아래와 같이 입출력 파라미터를 활용해서 num을 1 증가시키도록 구현하면 됩니다.

 

 

2. 중위 연산자 (*+/) 만들기

이번에는 infix 키워드를 이용해서 중위 연산자 (*+/)를 만들어보도록 할게요!

숫자 10과 5를 전달받았을 경우, 두 숫자를 곱하고 (10 * 5 = 50) 나눈 값 (10 / 5 = 2)을 더한 결과 (50 + 2 = 52)를 얻을 수 있도록 구현해보겠습니다.

 

 

먼저 infix 키워드를 이용해서 연산자를 정의해주세요.

infix operator *+/

 

 

그리고 정의한 연산자 메서드를 구현해주세요!

func *+/ (left: Int, right: Int) -> Int {
    return (left * right) + (left / right)
}

 

 

결과를 확인해볼까요?

 

제가 원하는 결과가 나왔네요!

 

 

이번에는 제가 정의한 연산자 *+/와 다른 연산자를 함께 사용해보도록 하겠습니다.

 

 

컴파일 오류가 발생했네요.

Adajacent operators are in unordered precedence groups 'DefaultPrecedence' and 'AdditionPrecedence' 라는 메시지를 볼 수 있습니다.

인접한 연산자들의 연산 순서가 지정되지 않았다는 메시지인데요, 앞서 직접 정의한 연산자에 우선순위 그룹을 지정해주지 않았기 때문입니다. 

 

 

중위 연산자는 전위 연산자와 후위 연산자와 다르게 우선순위 그룹 (Precedence Group)을 명시할 수 있습니다.

우선순위 그룹은 다른 infix 연산자들을 기준으로 연산자의 우선순위와 연산자의 연관성을 지정하고, 높은 우선 순위 그룹에 속한 연산자가 먼저 실행됩니다.

 

 

우선순위 그룹은 여기서 확인할 수 있고, 대표적인 우선순위 그룹은 아래와 같습니다.

 

Operators	Precedence Groups
+ -	AdditionPrecedence
* /	MultiplicationPrecedence
< <= > >= == !=	ComparisonPrecedence
= += -= *= /=	AssignmentPrecedence

 

 

 

우선순위 그룹을 직접 생성하는 것도 가능합니다.

우선순위 그룹 이름은 UpperCamelCase로 짓고, higherThan, lowerThan 중 하나는 반드시 명시해주어야합니다.

higherThan에는 현재 그룹보다 우선순위가 낮은 그룹을, lowerThan에는 현재 그룹보다 우선순위가 높은 그룹을 지정해주면 됩니다.

associativity에는 연산자의 결합 방향을 지정하는데, left, right, none 중 하나를 쓰면 되고 기본 값은 none 입니다.

결합 방향이 left라면, 1 + 2 + 3 + 4의 수식은 (((1 + 2) + 3) + 4)처럼 왼쪽부터 연산이 되고,

결합 방향이 right라면, 1 + 2 + 3 + 4의 수식은 (1 + (2 + (3 + 4)))처럼 오른쪽부터 연산이 됩니다. 

precedencegroup MyPrecedence {
    higherThan: LowerGroupName // 현재 그룹보다 우선순위가 낮은 그룹 지정
    lowerThan: HigherGroupName // 현재 그룹보다 우선순위가 높은 그룹 지정
    associativity: associativity // 연산자의 결합 규칙 지정
}

 

 

사용자 정의 연산자를 만들 때 우선순위 그룹을 직접 지정해주지 않는다면 우선 순위 그룹이 기본 그룹인 DefaultPrecedence에 추가됩니다. 

DefaultPrecedence에 속한 연산자는 단독으로 사용할 때는 아무 문제가 없지만, 다른 연산자와 사용할 때 문제가 발생할 수 있습니다.

 

 

지금 제가 정의한 *+/ 연산자는 DefaultPrecedence에 속해있는데요, 곱하기 연산자와 동일한 우선순위 그룹을 지정하고 다른 연산자와 사용해보도록 하겠습니다.

 

우선순위 그룹은 연산자 옆에 :을 붙여서 선언합니다.

infix operator *+/: MultiplePrecedence

 

우선 순위 그룹을 지정하니 정상적으로 실행이 되는 것을 확인할 수 있습니다.

 

 

 

그럼 *+/ 연산자의 우선순위 그룹을 AdditionPrecedence로 지정하고 2를 곱할 경우 어떻게 될까요?

num2에 2를 먼저 곱하고 (5 * 2 = 10), num1 (10)과 num2에 2를 곱한 결과 (10)를 *+/ 연산자로 실행합니다.

그래서 결과는 10 * 10 + 10 / 10 = 101이 됩니다.

 

 

여기까지 사용자 정의 연산자에 대해서 알아보았습니다!

오늘도 글 읽어주셔서 감사합니다😇