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Optionals (옵셔널) 이란?

  • 옵셔널은 스위프트의 언어적 특성에서 언급한 특징 중 하나인 안전성(Safe)을 문법으로 담보하는 기능이다.

  • C언어 또는 Objective-C에서는 찾아볼 수 없는 콘셉트이다.

  • 옵셔널은 단어 뜻 그대로 '선택적인', 즉 값이 '있을 수도, 없을 수도 있음'을 나타내는 표현이다. 이는 변수나 상수 등에 꼭 값이 있다는 것을 보장할 수 없다. 즉, 변수 또는 상수의 값이 nil일 수도 있다는 것을 의미한다.

  • 스위프트에서는 옵셔널 하나만으로도 옵셔널이 아닌 값과 철저히 다른 타입으로 인식하기 때문에 컴파틸할 때 바로 오류를 걸러낼 수 있다.


1. 옵셔널 사용

그 전에 기본적으로 데이터 타입 중 nil과 그 친구들에 대해 간단히 알아보겠다.

  • Any, AnyObject와 nil 그리고 Never

    • Any는 스위프트의 모든 데이터 타입을 사용할 수 있다는 뜻이다. 변수 또는 상수의 데이터 타입이 Any로 지정되어 있다면 그 변수 또는 상수에는 어떤 종류의 데이터 타입이든지 상관없이 할당할 수 있다.
    • AnyObject는 Any보다는 조금 한정된 의미로 클래스의 인스턴스만 할당할 수 있다. 클래스에 대한 내용은 구조체와 클래스에서 추후 업데이트
    • nil은 특정 타입이 아니라 '없음'을 나타내는 스위프트의 키워드이다. 즉, 변수 또는 상수에 값이 들어있지 않고 비어있음을 나타내는 데 사용한다.
    • Never는 특정 함수의 반환타입으로 사용될 수 있다. 종료되지 않는 함수에서 추후 업데이트

  • 변수 또는 상수에 값이 없는 경우, 즉 nil이면 해당 변수 또는 상수에 접근했을 때 잘못된 메모리 접근(memory access)로 런타임 오류가 발생한다. 아래는 오류가 발생하는 nil할당의 예시이다. nil은 옵셔널로 선언된 곳에만 사용할 수 있다.

    var myName: String = "Ava"
myName = nil  // 컴파일 에러 발생

  • 옵셔널 변수 또는 상수 등은 데이터 타입 뒤에 물음표(?)를 붙여 표현한다.

    var myName: String? = "Ava"
print(myName)  // Ava

myName = nil
print(myName)  // nil

그렇다면 옵셔널은 어떤 경우에 사용할까?

  • 옵셔널을 유용하게 사용할 수 있는 예로는 우리가 만든 함수에 전달되는 전달인자의 값이 잘못된 경우일 경우 제대로 처리하지 못했음을 nil로 반환하여 표현하는 것을 들 수 있다.

  • 아래는 switch 구문을 통한 옵셔널 값의 확인 예제이다.

func checkOptionalValue(value optionalValue: Any?) {
    switch optionalValue {
        case .none:
        print("This Optional value is nil.")
        case .some(let value):
        print("Value is \(value).")
    }
}
var myName: String? = "Ava"
checkOptionalValue(value: myName)  // Value is Ava.

myName = nil
checkOptionalValue(value: myName)  // This Optional value is nil.

2. 옵셔널 추출

  • 옵셔널을 값을 가지고 오고 싶을 때는 어떻게 해야 할까?
  • 열거형의 some 케이스로 꼭꼭 숨어있는 옵셔널의 값을 옵셔널이 아닌 값으로 추출하는 옵셔널 추출(Optional Unsrapping)방법에 알아보자.

1. 강제 추출

  • 옵셔널 강제 추출(Forced Unwrapping)방식은 옵셔널의 값을 추출하는 가장 간단하지만 가장 위험한 방법이다. 런타임 오류가 일어날 가능성이 가장 높으며, 옵셔널을 만든 의미가 사라지기 때문이다.

  • 옵셔널의 값을 강제 추출하려면 옵셔널 값의 뒤에 느낌표(!)를 붙여주면 된다. 강제 추출 시 옵셔널에 값이 없다면, 즉 nil이면 런타임 오류가 발생한다.

var myName: String? = "Ava"
var yagom: String = myName!     // 옵셔널이 아닌 변수에는 옵셔널 값이 들어갈 수 없다.
// 추출해서 할당해주어야 한다.

myName = nil
yagom = myName!     // 런타임 오류

// if 구문 등 조건문을 이용해서 조금 더 안전하게 처리해 보자
if myName != nil {
    print("My name is \(myName!).")
} else {
    print("myName == nil")
}
// myName == nil

2. 옵셔널 바인딩

  • 옵셔널 바인딩(Optional Binding)은 옵셔널에 값이 있는지 확인할 때 사용한다. 만약 옵셔널에 값이 있다면 옵셔널에서 추출한 값을 일정 블록 안에서 사용할 수 있는 상수나 변수로 할당해서 옵셔널이 아닌 형태로 사용할 수 있도록 해준다.

  • 옵셔널 바인딩은 if 또는 while 구문 등과 결합하여 사용할 수 있다.

var myName: String? = "Ava"

// 옵셔널 바인딩을 통한 임시 상수 할당
if let name = myName {
    print("My name is \(name).")
} else {
    print("myName == nil")
}
// My name is Ava.

// 옵셔널 바인딩을 통한 임시 변수 할당
if var name = myName {
    name = "Eve"   // 변수이므로 내부에서 변경이 가능함
    print("My name is \(name).")
} else {
    print("myName == nil")
}
// My name is Eve.

  • 옵셔널 바인딩을 통해 한 번에 여러 옵셔널의 값을 추출할 수도 있다. 쉼표(,)를 사용해 바인딩 할 옵셔널을 나열하면 된다.

  • 단, 바인딩하려는 옵셔널 중 하나라도 값이 없다면 해당 블록 내부의 명령문은 실행되지 않는다.

myName = "Ava"
var yourName: String? = nil

// friend에 바인딩이 되지 않으므로 실행되지 않는다.
if let name = myName, let friend = yourName {
    print("We are friend!")
}

yourName = "Eve"

if let name = myName, let friend = yourName {
    print("We are friend! \(name) & \(friend).")
}
// We are friend! Ava & Eve.
  • 옵셔널 바인딩은 옵셔널 체이닝과 환상적인 조합을 이룬다.

3. 옵셔널 체이닝

  • 옵셔널 체이닝 (Optional Chaning)은 해당 변수가 옵셔널 타입인 경우 뒤에 ?를 붙여 속성 및 메서드에 안전하게 접근할 수 있는 방법이다.

  • 아래 예시처럼 a가 nil이면 a.count가 에러가 나므로 a?.count로 a가 nil인 경우를 대비해 옵셔널 체이닝으로 값을 추출할 수 있다.

let a: String? = "12345"
print(a?.count) // Optional(4)

4. nil 병합 연산자

  • 뒤에 ??를 붙이고 nil인 경우의 기본값을 지정하는 방법이다.
let opt: Int? = 3
print(opt ?? 100) //3

+ 암시적 추출 옵셔널

  • 때때로 nil을 할당하고 싶지만, 옵셔널 바인딩으로 매번 값을 추출하기 귀찮거나 등... nil을 할당해줄 수 있는 옵셔널이 아닌 변수나 상수가 있으면 좋을 것이다. 이때 사용하는 것이 암시적 추출 옵셔널(Implicitly Unwrapped Optionals)이다.

  • 옵셔널을 표시하고자 타입 뒤에 물음표(?)를 사용했지만, 암시적 추출 옵셔널을 사용하려면 타입 뒤에 느낌표(!)를 붙이면 된다.

  • 암시적 추출 옵셔널로 지정된 타입은 일반 값처럼 사용할 수 있으나, 여전히 옵셔널이기 때문에 nil로 할당해줄 수 있다. 그러나 nil이 할당되어 있을 때 사용하면 오류가 발생한다. 아래의 코드를 보자.

var myName: String! = "Ava"

print(myName)   // Ava

myName = nil

// 암시적 추출 옵셔널도 옵셔널이므로 당연히 바인딩을 사용할 수 있다.
if var name = myName {
    print("My name is \(name).")
} else {
    print("myName == nil")
}
// myName == nil

print(myName)   // 오류!!

결론 !!!

옵셔널을 사용할 때는 강제 추출 또는 암시적 추출 옵셔널을 사용하기 보다는 옵셔널 바인딩, nil 병합 연산자를 비롯해 옵셔널 체이닝 등의 방법을 사용하는 것이 훨씬 안전하며, 스위프트 언어의 지향점에 부합한다.



참고 자료

Optional

Optional Changing

What is an "unwrapped value" in Swift?

[Swift]weak와 unowned 사용 방법

[iOS / Swift] Swift 문법을 알아보자! - 12편 : nil 병합 연산자 (nil coalescing operator)