배열과 슬라이스

이 챕터의 모든 코드는 여기에서 확인할 수 있다.

배열은 같은 타입의 여러 요소들을 한 변수에 특정한 순서대로 저장할 수 있게 해준다.

우리가 배열을 다룰 때에, 배열들에 대해 반복하는 것은 매우 흔한 일이다. 그래서 우리가 새롭게 배운 for을 사용하여 Sum함수를 만들 것이다. Sum함수는 숫자 배열들을 가지고 총합을 리턴할 것이다.

우리 테스트 기반 설계 스킬을 활용할 것이다.

테스트를 먼저 작성하세요

작업을 할 새로운 폴더를 생성한다. sum_test.go라는 파일을 생성한 후 아래 코드를 집어넣는다.

package main

import "testing"

func TestSum(t *testing.T) {

    numbers := [5]int{1, 2, 3, 4, 5}

    got := Sum(numbers)
    want := 15

    if got != want {
        t.Errorf("got %d want %d given, %v", got, want, numbers)
    }
}

배열은 변수로 선언될 때 우리가 정한 고정된 크기를 가진다. 우리는 두 가지 방법으로 배열을 선언할 수 있다.

  • [N]type{value1, value2, ..., valueN} e.g. numbers := [5]int{1, 2, 3, 4, 5}

  • [...]type{value1, value2, ..., valueN} e.g. numbers := [...]int{1, 2, 3, 4, 5}

여기에서 문자열 포멧팅에 대해서 더 읽어볼 수 있다.

테스트를 실행해 보세요

go test로 실행을 시키면 다음과 같이 컴파일 에러가 날것이다. ./sum_test.go:10:15: undefined: Sum

테스트를 실행할 최소한의 코드를 작성하고 실패한 테스트 출력을 확인하세요.

sum.go를 다음과 같이 한다면,

package main

func Sum(numbers [5]int) int {
    return 0
}

당신은 테스트의 조금 더 명확한 에러 메시지를 확인할 수 있다. sum_test.go:13: got 0 want 15 given, [1 2 3 4 5]

통과할 수 있도록 충분한 코드를 작성하세요

func Sum(numbers [5]int) int {
    sum := 0
    for i := 0; i < 5; i++ {
        sum += numbers[i]
    }
    return sum
}

배열의 특정한 인덱스 값을 가져오려고 한다면, array[index]라는 syntax를 사용하면 된다. 지금과 같은 경우에는, 우 for을 이용하여 5번을 반복하며 배열의 각 항목들을 sum에 더할 것이다.

리팩토링

우리는 range를 사용하여 코드를 간추릴 것이다.

func Sum(numbers [5]int) int {
    sum := 0
    for _, number := range numbers {
        sum += number
    }
    return sum
}

range는 배열에 반복적인 처리를 할 수 있게 한다. range는 호출될 때마다 인덱스와 값, 총 두 개의 값을 리턴한다. 우리는 여백 식별자인 _를 사용하여 인덱스의 값을 무시할 것이다.

배열과 그 타입

배열의 흥미로운 특성은, 배열의 크기는 배열의 타입으로 인코딩 된다는 점이다. 따라서 [5] int를 요구하는 함수에 [4] int가 입력될 경우 컴파일 되지 않을 것이다. 이 이유는 바로 타입이 다르기 때문이다, 이는 int를 요구하는 함수에 string을 입력한 것과 같다.

당신은 이제 배열이 고정된 크기를 가진다는 점 때문에 복잡하다고 생각하겠지만, 대부분의 경우 당신은 배열을 사용하지 않을 것이다.

Go 언어에서의 슬라이스는 컬렉션의 크기를 같이 인코딩 하지 않아 아무 크기나 가질 수 있다.

다음 요건은 달라지는 크기의 컬렉션의 합을 구하는 것이다.

테스트를 먼저 작성하세요

우리는 이제 컬렉션의 크기가 자유로운 slice타입을 이용할 것이다. 슬라이스의 syntax는 배열과 매우 유사하다, 그저 선언할 때 크기를 생략하기만 하면 된다.

myArray := [3]int{1,2,3} 대신 mySlice := []int{1,2,3} 처럼

func TestSum(t *testing.T) {

    t.Run("collection of 5 numbers", func(t *testing.T) {
        numbers := [5]int{1, 2, 3, 4, 5}

        got := Sum(numbers)
        want := 15

        if got != want {
            t.Errorf("got %d want %d given, %v", got, want, numbers)
        }
    })

    t.Run("collection of any size", func(t *testing.T) {
        numbers := []int{1, 2, 3}

        got := Sum(numbers)
        want := 6

        if got != want {
            t.Errorf("got %d want %d given, %v", got, want, numbers)
        }
    })

}

테스트를 실행해 보세요

위 코드는 컴파일 되지 않는다. ./sum_test.go:22:13: cannot use numbers (type []int) as type [5]int in argument to Sum

테스트를 실행할 최소한의 코드를 작성하고 실패한 테스트 출력을 확인하세요.

여기서의 문제는 둘 중 하나이다.

  • 기존에 존 제하던 API의 인수인 Sum을 배열 대신 슬라이스로 바꾸어 주는 것이다. 만약 우리가 이 방법을 사용한다면 우리는 다른 사람의 하루를 망쳤을 수도 있다. 이는 우리의 다른 테스트들을 컴파일 되지 않도록 하기 때문이다.

  • 새로운 함수를 만드는 것이다.

지금과 같은 경우, 아무도 우리의 함수를 사용하지 않을 거기 때문에 두 개의 함수를 유지하는 것보다 1개만 가지도록 할 것이다.

func Sum(numbers []int) int {
    sum := 0
    for _, number := range numbers {
        sum += number
    }
    return sum
}

당신이 컴파일 하려고 한다면, 이는 아직도 컴파일 되지 않을 것이다. 당신은 배열 이 아닌 슬라이스로 pass 하려고 한다면 첫 번째 테스트를 수정해야 한다.

통과할 수 있도록 충분한 코드를 작성하세요

알고 보니 우리는 컴파일러의 문제만 해결했으면 됐다. 테스트는 통과했다.

리팩토링

우리는 이미 Sum을 리팩토링을 하였으며, 우리는 그저 배열을 슬라이스로 바꾸기만 했다. 그러므로 이 부분에서는 많이 할 것이 없다. 우리는 리팩토링 단계에서 테스트 코드를 소홀히 하면 안 되고 이 단계에서 우리가 해야 할 것이 있다는 것을 기억해야 한다.

func TestSum(t *testing.T) {

    t.Run("collection of 5 numbers", func(t *testing.T) {
        numbers := []int{1, 2, 3, 4, 5}

        got := Sum(numbers)
        want := 15

        if got != want {
            t.Errorf("got %d want %d given, %v", got, want, numbers)
        }
    })

    t.Run("collection of any size", func(t *testing.T) {
        numbers := []int{1, 2, 3}

        got := Sum(numbers)
        want := 6

        if got != want {
            t.Errorf("got %d want %d given, %v", got, want, numbers)
        }
    })

}

당신의 테스트 값에 대하여 의문을 갖는 것은 중요하다. 테스트 많이 한다고 좋은 것이 아니다, 당신에 코드에 자신감을 가지는 것이 더 중요하다. 많은 양의 테스트는 문제를 낳으며 유지할 때 그저 오버헤드를 증가시키기만 한다. 모든 테스트는 비용이다.

지금과 같은 경우, 한 함수에 대하여 2개의 테스트를 가지고 있는 것은 매우 불필요하다. 만약 함수가 한 가지 크기의 슬라이스로 통과를 한다면, 이는 다른 크기의 슬라이스도 높은 확률로 통과할 수 있다는 뜻이다(단, 합당한 범위 내에서).

Go 언어의 내장된 테스팅 도구는 커버리지 도구가 있다, 당신의 다루지 않는 부분의 코드를 확인할 수 있도록 돕는다. 저는 100% 커버리지가 당신의 목표가 아니라는 것을 강조하고 싶다. 이는 그저 당신에게 어느 정도가 커버리지가 되는지 알려주기 위함이다. 당신이 TDD에 관하여 엄격하였다면, 높은 확률로 당신의 커버리지는 100%로 끝날 것이기 때문이다. 아래를 실행한다.

go test -cover

당신은 다음을 확인할 수 있다.

PASS
coverage: 100.0% of statements

이제 테스트 하나를 지우고 커버리지를 다시 확인한다.

우리는 이제 잘 테스트된 함수를 가지고 있다, 이제 다음 도전을 하기 전에 우리의 멋진 작업을 커밋한다.

우리는 SumAll이라는 여러 슬라이스를 받고 그들의 합을 슬라이스들로 리턴할 새로운 함수가 필요하다.

예시로,

SumAll([]int{1,2}, []int{0,9}) 는 []int{3, 9}을 리턴할 것이다.

또는

SumAll([]int{1,1,1}) 는 []int{3}를 리턴할 것이다.

테스트를 먼저 작성하세요

func TestSumAll(t *testing.T) {

    got := SumAll([]int{1, 2}, []int{0, 9})
    want := []int{3, 9}

    if got != want {
        t.Errorf("got %v want %v", got, want)
    }
}

테스트를 실행해 보세요

./sum_test.go:23:9: undefined: SumAll

테스트를 실행할 최소한의 코드를 작성하고 실패한 테스트 출력을 확인하세요.

우리는 SumAll을 테스트가 요구하는 대로 정의를 해야 한다.

Go 언어에서는 변동 가능한 수의 인수들을 받을 수 있는 variadic functions을 사용할 수 있게 해준다.

func SumAll(numbersToSum ...[]int) (sums []int) {
    return
}

컴파일을 시도해 보아라, 하지만 우리의 테스트는 아직 컴파일 되지 않는다!

./sum_test.go:26:9: invalid operation: got != want (slice can only be compared to nil)

Go 언어에서는 slice를 다룰 때에 등호를 사용할 수 없다. 당신은 got슬라이스와 want슬라이스를 반복하여 그들의 값을 비교하는 함수를 만들 수 있다. 하지만 이 방법은 편리하지 않다. 그래서 우리는 any 타입이나 비교할 수 있는 reflect.DeepEqual를 사용할 수 있다.

func TestSumAll(t *testing.T) {

    got := SumAll([]int{1, 2}, []int{0, 9})
    want := []int{3, 9}

    if !reflect.DeepEqual(got, want) {
        t.Errorf("got %v want %v", got, want)
    }
}

(파일 상단에 import reflect가 있어야 DeepEqual를 사용할 수 있다.)

우리가 집고 넘어가야 하는 부분은 reflect.DeepEqual는 "type safe"하지 않다는 것이다. 당신이 멍청한 짓을 했어도 코드는 그냥 컴파일 될 것이다. 이것을 확인하고 싶다면 테스트를 잠시 동안 다음과 같이 바꾼다.

func TestSumAll(t *testing.T) {

    got := SumAll([]int{1, 2}, []int{0, 9})
    want := "bob"

    if !reflect.DeepEqual(got, want) {
        t.Errorf("got %v want %v", got, want)
    }
}

우리가 위에서 하고자 하는 것은 슬라이스와 문자열을 비교하려고 하고 있다는 것이다. 이것은 터무니없는 일이지만 테스트는 컴파일 되었다. 따라서 reflect.DeepEqual를 사용하여 슬라이스를 (그리고 다른 문자열들을) 비교하는 것은 매우 편리하지만 사용할 때에 주의를 요한다.

테스트를 다시 원상복구 시키고 실행한다면, 다음과 같은 출력값을 보게 될 것이다.

sum_test.go:30: got [] want [3 9]

통과할 수 있도록 충분한 코드를 작성하세요

우리는 varags들을 반복적으로 처리하며, 우리의 Sum한수를 사용해서 합을 계산을 한 후 우리가 리턴할 슬라이스에 추가해야한다.

func SumAll(numbersToSum ...[]int) []int {
    lengthOfNumbers := len(numbersToSum)
    sums := make([]int, lengthOfNumbers)

    for i, numbers := range numbersToSum {
        sums[i] = Sum(numbers)
    }

    return sums
}

우리는 새로 배울 것들이 아주 많다!

슬라이스를 만드는 새로운 방법이 있다. make함수는 우리가 작업해야 할 numbersToSum의 len만큼의 시작 크기를 가지는 슬라이스를 만들 수 있도록 해준다. 당신은 배열에서 mySlice[N] 하듯이 슬라이스에서도 인덱스를 사용할 수 있으며, 새로운 값을 =를 이용해서 지정해 줄 수 있다.

이제 테스트는 통과할 것이다.

리팩토링

앞서 말했듯이 슬라이스도 크기가 있다. 당신이 크기가 2인 슬라이스에서 mySlice[10] = 1를 시도한다면 이것은 런타임 에러가 날것이다.

하지만 당신은 슬라이스와 새로운 값을 받고 새로운 값이 들어간 슬라이스를 리턴하는 append함수를 이용할 수 있다.

func SumAll(numbersToSum ...[]int) []int {
    var sums []int
    for _, numbers := range numbersToSum {
        sums = append(sums, Sum(numbers))
    }

    return sums
}

위 실행에서는, 우리는 크기를 너무 걱정할 필요가 없다. 우리는 비어있는 sums라는 슬라이스에 Sum함수의 결괏값을 vararngs들을 처리할 때마다 append를 사용할 것이기 때문이다. 컬렉션의 꼬리 란 제일 첫 번째인 ("머리")를 제외한 나머지 것들을 이야기한다.

우리의 다음 요구 사항은 SumAll 을 모든 슬라이스의 꼬리들의 합을 계산하는 SumAllTails로 바꾸는 것이다.

테스트를 먼저 작성하세요

func TestSumAllTails(t *testing.T) {
    got := SumAllTails([]int{1, 2}, []int{0, 9})
    want := []int{2, 9}

    if !reflect.DeepEqual(got, want) {
        t.Errorf("got %v want %v", got, want)
    }
}

테스트를 실행해 보세요

./sum_test.go:26:9: undefined: SumAllTails

테스트를 실행할 최소한의 코드를 작성하고 실패한 테스트 출력을 확인하세요.

함수를 SumAllTails 로 이름을 변경하고 테스트를 다시 실행한다.

sum_test.go:30: got [3 9] want [2 9]

통과할 수 있도록 충분한 코드를 작성하세요

func SumAllTails(numbersToSum ...[]int) []int {
    var sums []int
    for _, numbers := range numbersToSum {
        tail := numbers[1:]
        sums = append(sums, Sum(tail))
    }

    return sums
}

슬라이스들도slice[low:high]를 통해 잘릴 수 있다. 당신이 :의 옆에 값을 누락시킨다면, 이것은 그 값부터 끝까지의 값을 가져온다. 우리와 같은 경우 "1부터 끝까지 가져와"를 numbers[1:]과 같이 표현할 수 있다. 당신은 시간을 조금 투자해서 다른 테스트 등을 통하여 슬라이스와 슬라이스 오퍼레이터와 익숙해져도 좋다.

리팩토링

이번에는 리팩토링할 것이 거의 없다.

만약 비어있는 슬라이스를 우리의 함수에 넣는다면 어떻게 될 것인가? 비어있는 슬라이스의 꼬리는 무엇인가? 당신이 Go 언어에게 myEmptySlice[1:]있는 모든 요소들을 달라고 한다면 어떻게 될 것 같은가?

테스트를 먼저 작성하세요

func TestSumAllTails(t *testing.T) {

    t.Run("make the sums of some slices", func(t *testing.T) {
        got := SumAllTails([]int{1, 2}, []int{0, 9})
        want := []int{2, 9}

        if !reflect.DeepEqual(got, want) {
            t.Errorf("got %v want %v", got, want)
        }
    })

    t.Run("safely sum empty slices", func(t *testing.T) {
        got := SumAllTails([]int{}, []int{3, 4, 5})
        want := []int{0, 9}

        if !reflect.DeepEqual(got, want) {
            t.Errorf("got %v want %v", got, want)
        }
    })

}

테스트를 실행해 보세요

panic: runtime error: slice bounds out of range [recovered]
    panic: runtime error: slice bounds out of range

오, 이런! 우리는 테스트가 컴파일 되었는지 유의해야 한다. 위 에러는 런타임 에러이다.

컴파일 타임 에러는 소프트웨어를 만드는 데 있어서 도움을 주기 때문에 우리의 친구이다, 하지만 런타임 에러는 우리의 사용자에게 영향을 주기 때문에 우리의 적이다.

통과할 수 있도록 충분한 코드를 작성하세요

func SumAllTails(numbersToSum ...[]int) []int {
    var sums []int
    for _, numbers := range numbersToSum {
        if len(numbers) == 0 {
            sums = append(sums, 0)
        } else {
            tail := numbers[1:]
            sums = append(sums, Sum(tail))
        }
    }

    return sums
}

리팩토링

우리의 코드는 assertion 부분에서 코드가 반복되는 일이 또 발생하였다. 우리 이 부분을 함수로 추출할 것이다.

func TestSumAllTails(t *testing.T) {

    checkSums := func(t testing.TB, got, want []int) {
        t.Helper()
        if !reflect.DeepEqual(got, want) {
            t.Errorf("got %v want %v", got, want)
        }
    }

    t.Run("make the sums of tails of", func(t *testing.T) {
        got := SumAllTails([]int{1, 2}, []int{0, 9})
        want := []int{2, 9}
        checkSums(t, got, want)
    })

    t.Run("safely sum empty slices", func(t *testing.T) {
        got := SumAllTails([]int{}, []int{3, 4, 5})
        want := []int{0, 9}
        checkSums(t, got, want)
    })

}

이것의 유용한 부작용은 우리의 코드에 type-saftey를 조금 올려준다는 것이다. 만약 어리석은 개발자가 checkSums(t, got, "dave")를 사용하여 새로운 테스트를 한다면 컴파일러가 스스로 테스트들을 멈출 것이다.

$ go test
./sum_test.go:52:21: cannot use "dave" (type string) as type []int in argument to checkSums

마무리 하며

우리가 배운 것들은 다음과 같다.

  • 배열

  • 슬라이스

  • 슬라이스를 만드는 여러 가지 방법

  • 슬라이스들이 어떻게 고정된 크기를 가지고 있지만 append를 사용하여 기존의 슬라이스를 새로운 슬라이스로 만드는 방법

  • 슬라이스를 자르는 방법

  • len을 이용하여 배열과 슬라이스의 크기를 받기

  • 검사 방법 도구

  • reflect.DeepEqual이 왜 유용하며, 왜 코드의 type-safety를 저해할 수 있는가

우리는 정수의 배열과 슬라이스를 사용하였지만, 다른 타입들에도 사용될 수 있다 배열과 슬라이스까지도. 그래서 당신은 당신은 변수를 다음과 같이 정의하면 된다. [][] string 당신이 필요하다면.

슬라이스에 관한 Go 언어 블로그를 읽어보길 바란다. 슬라이스에 대해 더 깊게 알고 싶다면. 더 많은 테스트를 쓰고, 당신이 읽으면서 배운 것들을 입증해라.

테스트를 작성하는 것보다 Go 언어를 쉽게 테스트하는 방법은 Go playground를 이용하는 것이다. 당신은 많은 것들을 시도해 볼 수 있으며, 당신이 질문을 해야 할 경우 당신의 코드를 쉽게 공유할 수 있다. 당신이 슬라이스를 실험해 볼 수 있도록 go playground를 만들어 두었다.

여기 예시가 있다, 배열을 자르고이 슬라이스를 변경하는 것이 본래의 배열에 어떠한 영향을 주는지 알 수 있다.(하지만 복제된 슬라이스는 본래의 배열에 영향을 주지 못한다.)

또 다른 예시가 있다, 매우 큰 슬라이스를 자르고 난 후 그들을 복제해두면 좋은 이유에 대해서 알 수 있다.

[slice]: https://golang.org/doc/effective_go.html#slices

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