Golang 배열 및 슬라이싱 배우기

Go 언어에서의 배열

1.1 배열의 정의와 선언

배열은 동일한 유형의 요소로 구성된 고정 크기의 시퀀스입니다. Go 언어에서 배열의 길이는 배열 유형의 일부로 간주됩니다. 이는 서로 다른 길이의 배열이 서로 다른 유형으로 취급된다는 것을 의미합니다.

배열을 선언하는 기본 구문은 다음과 같습니다:

var arr [n]T

여기서 var는 변수 선언을 위한 키워드이고, arr은 배열 이름을 나타내며, n은 배열의 길이를 나타내고, T는 배열 내 요소의 유형을 나타냅니다.

예를 들어, 5개의 정수를 포함하는 배열을 선언하려면:

var myArray [5]int

이 예에서 myArray는 int 유형의 5개의 정수를 포함할 수 있는 배열입니다.

1.2 배열의 초기화와 사용

배열의 초기화는 직접 선언하는 동안이나 인덱스를 사용하여 값을 할당하는 방법으로 진행될 수 있습니다. 배열을 초기화하는 다양한 방법이 있습니다:

직접 초기화

var myArray = [5]int{10, 20, 30, 40, 50}

또한, 초기화된 값의 수에 기반하여 배열의 길이를 컴파일러에게 추론하도록 할 수 있습니다:

var myArray = [...]int{10, 20, 30, 40, 50}

여기서 ...는 배열의 길이가 컴파일러에 의해 계산된다는 것을 나타냅니다.

인덱스를 사용한 초기화

var myArray [5]int
myArray[0] = 10
myArray[1] = 20
// 나머지 요소들은 int의 기본 값이 0이므로 0으로 초기화됩니다

배열의 사용도 간단하며, 요소는 인덱스를 사용하여 액세스할 수 있습니다:

fmt.Println(myArray[2]) // 세 번째 요소에 액세스

1.3 배열 순회

배열을 순회하는 두 가지 일반적인 방법은 전통적인 for 루프를 사용하는 것과 range를 사용하는 것입니다.

for 루프를 사용한 순회

for i := 0; i < len(myArray); i++ {
    fmt.Println(myArray[i])
}

range를 사용한 순회

for index, value := range myArray {
    fmt.Printf("Index: %d, Value: %d\n", index, value)
}

range를 사용하는 장점은 현재 인덱스 위치와 해당 위치의 값 두 가지 값을 반환한다는 것입니다.

1.4 배열의 특성과 제한사항

Go 언어에서 배열은 값 유형이므로 배열을 함수의 매개변수로 전달할 때 배열의 사본이 전달됩니다. 따라서 함수 내에서 원래 배열을 수정해야 하는 경우에는 일반적으로 슬라이스나 배열에 대한 포인터가 사용됩니다.

2. Go 언어에서의 슬라이스

2.1 슬라이스의 개념

Go 언어에서 슬라이스는 배열 위에 있는 추상화입니다. Go 배열의 크기는 불변이기 때문에 특정 시나리오에서는 사용이 제한됩니다. Go의 슬라이스는 더 유연하게 설계되어 데이터 구조를 직렬화하기 위한 편리하고 유연하며 강력한 인터페이스를 제공합니다. 슬라이스 자체는 데이터를 보유하지 않으며, 그들은 단순히 기본 배열을 가리키는 참조입니다. 그들의 동적 성질은 주로 다음과 같은 특징으로 나타납니다:

동적 크기 : 배열과 달리 슬라이스의 길이는 동적이며 필요에 따라 자동으로 늘어나거나 줄어듭니다.
유연성 : 요소들은 내장된 append 함수를 사용하여 쉽게 슬라이스에 추가될 수 있습니다.
참조 유형 : 슬라이스는 데이터의 사본을 만들지 않고 기본 배열의 요소에 대한 참조를 통해 접근합니다.

2.2 슬라이스의 선언과 초기화

슬라이스를 선언하는 구문은 배열을 선언하는 구문과 유사하지만 선언할 때 요소의 수를 지정할 필요가 없습니다. 예를 들어, 정수 슬라이스를 선언하는 방법은 다음과 같습니다:

var slice []int

슬라이스 리터럴을 사용하여 슬라이스를 초기화할 수 있습니다:

slice := []int{1, 2, 3}

슬라이스의 길이와 용량을 지정할 수 있는 make 함수를 사용하여 슬라이스를 초기화할 수도 있습니다:

slice := make([]int, 5)  // 길이와 용량이 5인 정수 슬라이스를 생성

더 큰 용량이 필요한 경우, 세 번째 매개변수로 용량을 전달할 수 있습니다:

slice := make([]int, 5, 10)  // 길이가 5이고 용량이 10인 정수 슬라이스를 생성

2.3 슬라이스와 배열의 관계

슬라이스는 배열의 일부분을 지정하여 생성되며 해당 부분에 대한 참조를 형성합니다. 예를 들어, 다음과 같은 배열이 주어졌을 때:

array := [5]int{10, 20, 30, 40, 50}

다음과 같이 슬라이스를 생성할 수 있습니다:

slice := array[1:4]

이 슬라이스 slice는 배열 array의 인덱스 1부터 인덱스 3까지 (인덱스 1은 포함되지만 인덱스 4는 포함되지 않음)의 요소를 참조할 것입니다.

중요한 점은 슬라이스가 실제로 배열의 값을 복사하는 것이 아니라 원본 배열의 연속된 세그먼트를 가리킨다는 것입니다. 따라서 슬라이스의 수정은 기존 배열에도 영향을 미치며 그 반대도 마찬가지입니다. 이 참조 관계를 이해하는 것이 슬라이스를 효과적으로 사용하는 데 중요합니다.

2.4 슬라이스의 기본 작업

2.4.1 색인화

슬라이스는 배열과 유사하게 색인을 사용하여 요소에 접근하며, 색인은 0부터 시작합니다. 예를 들어:

slice := []int{10, 20, 30, 40}
// 첫 번째와 세 번째 요소에 접근
fmt.Println(slice[0], slice[2])

2.4.2 길이와 용량

슬라이스는 길이(len)와 용량(cap) 두 가지 속성을 가지고 있습니다. 길이는 슬라이스의 요소 수이고, 용량은 슬라이스의 첫 번째 요소부터 기본 배열의 끝까지의 요소 수입니다.

slice := []int{10, 20, 30, 40}
// 슬라이스의 길이와 용량 출력
fmt.Println(len(slice), cap(slice))

2.4.3 요소 추가

append 함수는 슬라이스에 요소를 추가하는 데 사용됩니다. 슬라이스의 용량이 새로운 요소를 수용할 만큼 충분하지 않을 경우, append 함수는 자동으로 슬라이스의 용량을 확장합니다.

slice := []int{10, 20, 30}
// 단일 요소 추가
slice = append(slice, 40)
// 다중 요소 추가
slice = append(slice, 50, 60)
fmt.Println(slice)

append를 사용하여 요소를 추가할 때 중요한 점은 새로운 슬라이스를 반환할 수 있다는 것입니다. 기본 배열의 용량이 부족한 경우 append 작업은 슬라이스가 더 큰 새 배열을 가리키게 할 수 있습니다.

2.5 슬라이스의 확장과 복사

copy 함수를 사용하여 한 슬라이스의 요소를 다른 슬라이스로 복사할 수 있습니다. 대상 슬라이스는 이미 복사된 요소를 수용할 충분한 공간을 할당해두어야 하며, 해당 작업은 대상 슬라이스의 용량을 변경하지 않습니다.

2.5.1 `copy` 함수 사용

다음 코드는 copy를 사용하는 방법을 보여줍니다:

src := []int{1, 2, 3}
dst := make([]int, 3)
// 대상 슬라이스로 요소 복사
copied := copy(dst, src)
fmt.Println(dst, copied)

copy 함수는 복사된 요소의 수를 반환하며, 반환 값은 대상 슬라이스의 길이나 소스 슬라이스의 길이 중 작은 값일 것입니다.

2.5.2 고려 사항

copy 함수를 사용할 때, 복사 대상 슬라이스가 충분한 공간을 갖추지 못하는 경우에는 대상 슬라이스가 수용할 수 있는 요소만 복사될 것입니다.

2.6 다차원 슬라이스

다차원 슬라이스는 여러 개의 슬라이스를 포함하는 슬라이스로, 다차원 배열과 유사하지만 슬라이스의 길이가 가변적이기 때문에 유연합니다.

2.6.1 다차원 슬라이스 생성

두 개의 차원으로 구성된 슬라이스 (슬라이스의 슬라이스)를 생성하는 방법:

twoD := make([][]int, 3)
for i := 0; i < 3; i++ {
    twoD[i] = make([]int, 3)
    for j := 0; j < 3; j++ {
        twoD[i][j] = i + j
    }
}
fmt.Println("Two-dimensional slice: ", twoD)

2.6.2 다차원 슬라이스 사용

다차원 슬라이스의 사용은 1차원 슬라이스의 사용과 유사하여 인덱스로 접근됩니다:

// 다차원 슬라이스의 요소에 접근
val := twoD[1][2]
fmt.Println(val)

3 배열과 슬라이스 응용의 비교

3.1 사용 시나리오 비교

Go 언어의 배열과 슬라이스는 모두 동일한 유형의 데이터 컬렉션을 저장하는 데 사용되지만, 사용 시나리오에서 명백한 차이가 있습니다.

배열:

배열의 길이는 선언 시 고정되므로, 알려진 고정된 수의 요소를 저장하기에 적합합니다.
고정된 크기의 매트릭스를 표현하는 등 크기가 고정된 컨테이너가 필요한 경우, 배열이 가장 적합합니다.
배열은 스택에 할당될 수 있어, 배열 크기가 크지 않을 때 더 높은 성능을 제공합니다.

슬라이스:

슬라이스는 가변 길이의 동적 배열을 추상화한 것으로, 알 수 없는 수량이나 동적으로 변할 수 있는 요소 컬렉션을 저장하기에 적합합니다.
사용자 입력과 같이 변경 가능한 동적 배열이 필요한 경우, 슬라이스가 더 적합합니다.
슬라이스의 메모리 레이아웃은 배열의 일부 또는 전체를 쉽게 참조할 수 있도록 하며, 이는 보통 부분 문자열 처리, 파일 내용 분할 등의 시나리오에서 자주 사용됩니다.

요약하면, 배열은 크기가 고정된 요구 사항에 적합하며 Go의 정적 메모리 관리 기능을 반영하고, 슬라이스는 보다 유연하며 동적 컬렉션을 다루기에 편리한 배열의 추상 확장 역할을 합니다.

3.2 성능 고려 사항

배열 또는 슬라이스를 사용할 때 성능은 중요한 요소입니다.

배열:

연속된 메모리와 고정된 색인을 가지고 있어 빠른 액세스 속도를 제공합니다.
배열 크기가 알려져 있고 크지 않은 경우에는 스택에 메모리를 할당하여 추가 힙 메모리 오버헤드를 최소화합니다.
길이와 용량을 저장할 추가 메모리가 필요하지 않아, 메모리에 민감한 프로그램에 유리합니다.