JS, TS랑 비교하며 Rust 공부하기 (1)

하던 공부를 계속하다보면 질리고 지칠때가 있는데, 그럴땐 딴짓을 하면 좀 기분이 괜찮아진다.
그렇다고 딴짓으로 유희를 즐기면 뭔가 남는게 없는 듯해서 다른 언어를 공부하며 기분 전환을 해왔다.
지금까지 이것저것 다른 언어들을 슬며시 공부해왔지만 시간이 지나면 다까먹어서 왜 공부한거지? 라는 생각을 계속 해왔는데, 물론 공부를 위한 공부가 아닌 딴짓을 위한 공부라 시간 낭비라고 생각하진 않지만 이번에는 좀 제대로 정리하고 꾸준히 써보자는 결심을 했다. 그래서 이번에 선택한게 Rust!

이전 부터 Rust에 관심을 가지고 있었는데 그 이유를 나열해보자면,

C, C++ 보다 안전하다고 들었고
Deno를 Rust로 작성했고
WebAssembly를 Rust로 작성할 수 있고
기존의 코드를 Rust로 작성해서 돌리면 몇배나 빠르다는 주워들은 이야기
함수형 프로그래밍 관련 책에 등장
TypeScript랑 비슷한 부분이 있다.

이런 이유들이 있다.

그럼 한글로 변역된 문서를 보면서 정리한 글을 공유해보겠다!

설치

최신 stable 버전 러스트 설치 명령어는 아래와 같다.

$ curl --proto '=https' --tlsv1.2 https://sh.rustup.rs -sSf | sh

설치 확인

설치가 됐는지 확인할땐 버전을 통해 확인한는건 관습인건가..?!

$ rustc --version

rustc x.y.z (abcabcabc yyyy-mm-dd)

업데이트 및 삭제

업데이트 및 삭제할 일은 많이 없지만 알아두자.

$ rustup update

$ rustup self uninstall

Cargo

Cargo는 러스트 빌드 시스템 및 패키지 매니저이다.
npm을 생각하면 편하다.

프로젝트 생성

새로운 디렉터리를 생성하고 프로젝트를 생성하고 싶다면

cargo new 디렉터리명

원하는 디렉터리 내부에서 프로젝트를 생성하고 싶다면

cargo init

프로젝트 디렉터리 구조

├── src
│   └── 소스 코드
└── Cargo.toml

Cargo는 소스 파일이 src 디렉터리 내에 있다고 예상한다.
Cargo.toml은 package.json과 비슷한 것이다.

빌드와 실행

JS와는 다르게 컴파일 언어는 실행 파일을 만들어서 실행해야 한다.
많이 다르지만 친숙하게 설명하면 TS에서 JS로 트랜스파일링 해준다고 생각하자.

빌드 진행

실행 파일은 ./target/debug 안에 실행 파일이 생성된다.

cargo build

릴리즈 빌드 진행

실행 파일은 ./target/release 안에 실행 파일이 생성된다.
컴파일이 오래 걸리는 대신 러스트 코드가 더 빠르게 작동한다.

cargo build --release

빌드와 실행을 한 번에 진행

매번 빌드하고 실행하면 귀찮으니 run 명령어를 쓰면 된다.

cargo run

빌드되는지 확인

실행 파일은 생성하지 않고 소스 코드가 문제없이 빌드되는지 확인할 수 있다.

cargo check

문법

변수

변수를 선언하면 기본적으로 불변이며, mut 키워드와 함께 선언하면 가변으로 만들 수 있다. JS에 비유하면, 기본 변수는 const, mut와 함께 선언한 변수는 let과 비슷하다.
가변 변수라도 타입은 고정되기 때문에, 다른 타입의 값을 대입하면 에러가 발생한다. 이는 TS에서 타입이 다른 값을 재할당할 때 에러가 발생하는 것과 같다.
반면, 같은 이름으로 변수를 다시 선언하는 섀도잉을 사용하면 기존과 다른 타입의 값도 대입할 수 있다. 섀도잉은 JS에서 var를 사용해 같은 이름의 변수를 다시 선언하는 것과 유사하다.

let a = 1;

let mut b = 2;
b = "b"; // error

let a = "a"; // 섀도잉

상수

상수는 항상 불변이고 타입을 반드시 명시해야 한다.
런타임에서만 계산될 수 있는 결과값은 할당할 수 없다.
JS의 const로 상수화해주는 느낌이다.

const NUMBER_ONE: u32 = 1;
const MAX_POINTS: u32 = 100_000;

구문과 표현식

구문은 어떤 동작을 수행하지만 값을 반환하지 않는다.
표현식은 값을 반환한다.

함수 호출, 매크로 호출, 스코프 블록 등은 모두 표현식이다.
스코프 블록의 마지막 표현식에 세미콜론이 없으면 그 표현식이 반환된다. 세미콜론을 붙이면 그 값은 무시되고 ()로 표현되는 유닛 타입이 반환된다.
구문은 값을 반환하지 않기에 유닛 타입으로 간주된다. JS에서 함수의 반환값이 없으면 undefined가 반환되는 것과 비슷한 듯하다.

let y = {
    let x = 3;
    x + 1 // return을 생략할 수 있다!
};

함수

러스트는 함수 위치를 고려하지 않으며, 호출하는 쪽에서 볼 수 있는 스코프 어딘가에 정의만 되어있으면 된다.
함수 시그니처에는 각 매개변수의 타입과 반환값의 타입을 반드시 명시해야 한다. 예외적으로 반환값이 없는 함수에는 반환 타입을 명시하지 않아도 된다.

fn add_five(num: i32) -> i32 {
    num + 5
}

함수에 다른 함수를 전달하려면 매개변수 타입에 fn 키워드와 함께 함수의 시그니처를 작성하면 된다. 이때 fn은 함수 포인터 타입을 의미한다.

fn add_one(x: i32) -> i32 {
    x + 1
}

fn do_twice(f: fn(i32) -> i32, arg: i32) -> i32 {
    f(arg) + f(arg)
}

let answer = do_twice(add_one, 5);

`if` 표현식

러스트는 부울린 타입이 아닌 값을 부울린 타입으로 자동 변환하지 않기 때문에, 항상 명시적으로 부울린 타입의 조건식을 제공해야 한다.
JS와는 다르게 소괄호로 감싸지 않는다.

if number % 4 == 0 {
    println!("number is divisible by 4");
} else if number % 3 == 0 {
    println!("number is divisible by 3");
} else if number % 2 == 0 {
    println!("number is divisible by 2");
} else {
    println!("number is not divisible by 4, 3, or 2");
}

러스트에는 삼항 연산자가 존재하지 않지만, if는 표현식으로 동작하기 때문에 값을 반환할 수 있다. 이때 모든 분기는 동일한 타입의 값을 반환해야 한다.

let number = if condition { 5 } else { "six" }; // error

반복문

loop 반복문은 무한 반복을 수행한다. (루프 라벨도 있다.)
break 키워드 다음에 반환하고자 하는 값을 작성하면 그 값이 반환된다.

let mut counter = 0;

let result = loop {
    counter += 1;

    if counter == 10 {
        break counter * 2;
    }
};

while 반복문은 JS와 같다.

let mut number = 3;

while number != 0 {
    println!("{number}"); // 3 2 1

    number -= 1;
}

for..in 반복문을 사용하여 컬렉션의 각 아이템에 대해 코드를 수행할 수 있다.
JS의 for..of문으로 생각하면 된다.

let a = [10, 20, 30, 40, 50];

for element in a {
    println!("the value is: {element}");
}

Range 타입을 이용하면 특정 횟수만큼 반복하는 반복문을 구현할 수 있다.
Range 는 어떤 숫자에서 시작하여 다른 숫자 종료 전까지의 모든 숫자를 차례로 생성해준다.

for number in (1..4).rev() {
    println!("{number}"); // 3 2 1
}

자리표시자

자리표시자는 {}로 출력할 값을 넣을 자리를 나타내며, 중괄호 안에 변수나 형식 옵션을 지정해 원하는 방식으로 출력할 수 있다.

let x = 5;
let y = 10;

println!("x = {x} and y + 2 = {}", y + 2);

연산자

대부분 JS와 동일한 연산자들을 사용할 수 있다.
증감 연산자는 제공되지 않는다.
정수 나눗셈은 버림이 발생한다.

let x = 5;
let y = 2;

println!("{}", x / y); // 2

`match` 표현식

주어진 값이 특정 패턴과 매칭되면 해당 패턴의 코드를 실행한다.
JS의 switch문과 비슷하지만, 러스트의 컴파일러는 가능한 모든 경우가 처리되는지 검사한다.

match value {
	패턴1 => 코드1,
	패턴2 => 코드2,
	패턴3 => 코드3,
}

포괄 패턴을 사용하면 나머지 가능한 값들을 처리할 수 있다.
_는 어떤 값이든 매칭되지만 값을 사용하지 않을 때 사용된다.
마지막 갈래에 변수를 사용하면 나머지 모든 경우를 처리하면서 값을 바인딩해서 사용할 수 있다.

match dice_roll {
    3 => add_fancy_hat(),
    7 => remove_fancy_hat(),
    _ => reroll(),
}

match num {
    2 => two(),
    4 => four(),
    x => number(x),
}

특정 패턴에 매칭되는 값을 변수에 바인딩해서 사용할 수 있다.

let x = Some(5);

match x {
    Some(50) => println!("Got 50"),
    Some(y) => println!("Matched, y = {y}"), // 변수 바인딩
    _ => println!("Default case, x = {:?}", x),
}

같은 패턴이라도 if로 조건을 추가해 세부적으로 분기할 수 있다.

let num = Some(4);

match num {
    Some(x) if x % 2 == 0 => println!("The number {} is even", x),
    Some(x) => println!("The number {} is odd", x),
    None => (),
}

`if let`

if let 문법은 if와 let을 조합하여 하나의 패턴만 매칭시키고 나머지 경우는 무시하도록 값을 처리한다.
아래와 같은 match 문으로 작성된 코드의 문법 설탕이며, match가 강제했던 철저한 검사를 안하게 되므로 주의해서 써야 한다.

let config_max = Some(3u8);

match config_max {
    Some(max) => println!("The maximum is configured to be {}", max),
    _ => (),
}

else도 사용할 수 있으며, else 뒤에 나오는 코드 블록은 match 표현식에서 _ 케이스 뒤에 나오는 코드 블록과 동일하다.

let config_max = Some(3u8);

if let Some(max) = config_max {
    println!("The maximum is configured to be {}", max);
} else {
	println!("else");
}

패턴

패턴은 복잡하거나 단순한 타입의 구조와 매칭을 위한 러스트의 특수 문법이다.
match, if let, while let, for, let, 함수 매개변수에서 패턴을 사용할 수 있다.
패턴에는 가능한 모든 값에 반드시 매칭되는 irrefutable 패턴과 일부 값에만 매칭되고 나머지 경우엔 실패할 수 있는 refutable 패턴이 있다.

let x = 5 // 항상 성공하므로 irrefutable

let Some(x) = some_option_value // None일 경우 실패하므로 refutable

|나 ..=를 사용해서 여러 패턴에 매칭시킬 수 있다.
..=로 범위를 매칭할 때는 숫자 또는 char 값만 허용한다.
@을 사용하면 범위에 매칭되는 어떤 값이든 변수에 바인딩할 수 있다.

let x = 5;

match x {
	0 | 1 => println!("zero or one"),
    2..=5 => println!("one through five"),
    num @ 6..=9 => println!("{} is in six ~ nine", num),
    _ => println!("something else"),
}

구조체, 열거형, 튜플을 분해하여 값을 변수에 바인딩하기 위해 패턴을 사용할 수 있다.
JS의 구조 분해 할당과 비슷하다.

struct Point {
    x: i32,
    y: i32,
}

let p = Point { x: 0, y: 7 };

let Point { x: a, y: b } = p; // 다른 변수명 지정
// let Point { x, y } = p; // 변수명이 필드명과 동일할 때는 생략 가능

let ((feet, inches), Point { x, y }) = ((3, 10), Point { x: 3, y: -10 });

_로 값을 무시하거나 _를 변수 앞에 붙여 변수를 무시할 수 있다.
_가 붙은 변수는 바인딩이 발생하지만 _는 바인딩이 발생하지 않는다.

fn foo(_: i32, y: i32) {
    println!("This code only uses the y parameter: {}", y);
}

foo(3, 4);

let s = Some(String::from("Hello!"));

if let Some(_s) = s { // String이 move되므로 아래에서 s 사용 불가
    println!("found a string");
}

println!("{:?}", s); // error

..로 구조체, 튜플, 배열 등에서 나머지 필드나 요소를 무시할 수 있다.
@을 사용해 나머지 모든 요소를 변수에 바인딩할 수 있다.

struct Point {
    x: i32,
    y: i32,
    z: i32,
}

let origin = Point { x: 0, y: 0, z: 0 };

match origin {
    Point { x, .. } => println!("x is {}", x),
}

let v = [1, 2, 3, 4];

let [a, b @ ..] = v; // a: i32, b: [i32; 3]

ref로 매칭된 값을 소유권 이동 없이 참조로 바인딩할 수 있다.

let opt = Some(String::from("hello"));

if let Some(ref s) = opt {
    println!("{}", s); // s: &String
}

println!("{:?}", opt); // opt는 여전히 사용 가능

데이터 타입

스칼라 타입

스칼라 타입은 하나의 값을 표현하며, 네 가지 스칼라 타입이 있다.

정수
부동 소수점 숫자
부울린
문자

정수 타입

길이	부호 있음 (signed)	부호 없음 (unsigned)
8-bit	i8	u8
16-bit	i16	u16
32-bit (기본)	i32	u32
64-bit	i64	u64
128-bit	i128	u128
arch (컴퓨터 환경)	isize	usize

숫자 리터럴	예
Decimal	98_222
Hex	0xff
Octal	0o77
Binary	0b1111_0000
Byte (u8 only)	b’A’

정수 오버플로우
러스트는 코드를 디버그 모드에서 컴파일하는 경우, 런타임에서 정수 오버플로우가 발생했을 때 패닉을 발생시키는 검사를 포함시킨다. 이와 다르게 릴리즈 모드로 컴파일하는 경우에는 패닉을 발생시키는 정수 오버플로우 검사를 실행 파일에 포함시키지 않는다.

부동 소수점 타입

f32
f64 (기본)

let x = 2.0; // f64
let y: f32 = 3.0; // f32

부울린 타입

bool

let t = true;
let f: bool = false;

문자 타입

char : 4바이트, 유니코드, 이모지 포함

let c = 'z';
let z: char = 'ℤ';
let heart_eyed_cat = '😻';

복합 타입

튜플 타입

고정된 길이를 가지며, 튜플 내의 타입들은 달라도 된다.
비어있는 튜플은 유닛으로 불리며 빈 값이나 비어있는 반환 타입을 나타낸다.
표현식이 어떠한 값도 반환하지 않는다면 암묵적으로 유닛 값을 반환한다.

let tup = (500, 6.4, 1);

let (x, y, z) = tup;

let x: (i32, f64, u8) = (500, 6.4, 1);

let five_hundred = x.0;

let six_point_four = x.1;

let one = x.2;

배열 타입

러스트의 배열은 고정된 길이를 가지며, 모든 요소는 같은 타입이어야 한다.
스택에 저장되기 때문에 성능이 중요할 때 적합하다.
유효하지 않은 배열 요소에 접근하면 패닉을 일으키며 즉시 실행을 종료한다.
길이에는 상수를 넣어줘야 하며, 만약 길이가 동적으로 결정된다면 벡터를 사용해야 한다.

let a: [i32; 5] = [1, 2, 3, 4, 5];
let a = [3; 5]; // [3, 3, 3, 3, 3];

let first = a[0];

기본적인 내용을 확실히 숙지해야 그 다음으로 넘어가도 시간을 절약할 수 있다.
다음에 공유할 내용의 시작은 Rust의 특별한 개념인 소유권이다.

JS, TS랑 비교하며 Rust 공부하기 (1)

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함수

`if` 표현식

반복문

자리표시자

연산자

`match` 표현식

`if let`

패턴

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스칼라 타입

복합 타입

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