옵션 타입
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1. 개요
옵션 타입은 프로그래밍에서 값이 있을 수도 있고 없을 수도 있음을 나타내는 개념이다. 타입 이론에서는 주어진 집합에 빈 값을 추가하는 것으로, 모나드로도 볼 수 있으며, 실패나 오류를 추적하는 데 유용하다. 다양한 프로그래밍 언어에서 서로 다른 이름과 형태로 구현되며, F#, Haskell, Rust, Scala, Swift, Zig 등 여러 언어에서 옵션 타입을 사용하는 예시 코드를 제공한다.
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익명 함수는 이름이 없는 함수로, 람다 추상, 람다 함수, 람다 표현식, 화살표 함수 등으로 불리며, 함수형 프로그래밍 언어에서 람다식 형태로 많이 사용되고 고차 함수의 인수, 클로저, 커링 등에 활용되지만, 재귀 호출의 어려움이나 기능 제한과 같은 단점도 존재한다.
| 옵션 타입 |
|---|
2. 이론적 측면
옵션 타입은 형식 이론 및 범주론과 깊은 관련이 있다. 옵션 타입은 0개 또는 1개의 요소를 포함하는 컬렉션으로 볼 수 있다.
2. 1. 형 이론
타입 이론에서 옵션 타입은 로 표현될 수 있다.[1] 이는 주어진 값의 집합 에 대해, 옵션 타입이 에 대한 유효한 값 집합에 정확히 하나의 추가 값(빈 값)을 추가한다는 것을 의미한다. 이는 태그된 유니온을 가진 언어에서 옵션 타입을 캡슐화된 타입과 단위 타입의 태그된 유니온으로 표현할 수 있다는 사실에 의해 프로그래밍에 반영된다.[1]2. 2. 커리-하워드 대응
커리-하워드 대응에서 옵션 타입은 ∨에 대한 소멸 법칙인 x∨1=1과 관련이 있다.[1]2. 3. 모나드
옵션 타입은 모나드의 일종이다.[2] 하스켈에서 Maybe 모나드는 다음과 같이 정의된다.[11]```haskell
return = Just -- 값을 maybe로 감싼다
Nothing >>= f = Nothing -- 이전 모나드가 실패하면 실패한다
(Just x) >>= f = f x -- 두 모나드 모두 성공하면 성공한다
```
옵션 타입의 모나드적 성격은 실패와 오류를 효율적으로 추적하는 데 유용하다.[3][12]
3. 프로그래밍 언어별 옵션 타입
다양한 프로그래밍 언어에서 옵션 타입은 값이 없을 수도 있는 상황을 안전하게 처리하기 위해 사용된다. 각 언어는 고유한 방식으로 옵션 타입을 정의하고 사용한다.
- Agda에서는 `Maybe`라는 이름으로 정의되며, `nothing`과 `just a` 요소를 가진다.[13]
- Coq에서는 `Some : A -> option A` 와 `None : option A`로 정의되어 있다.
- Elm에서는 type Maybe a = Just a | Nothing영어로 정의되어 있다.[13]
- Haskell에서는 `Maybe a`라는 이름으로 `data Maybe a = Nothing | Just a`로 정의되어 있다.
- Idris에서는 `data Maybe a = Nothing | Just a`로 정의되어 있다.
- OCaml에서는 `type 'a option = None | Some of 'a`로 정의되어 있다.
- Python에서는 3.10 이후 `typing.Optional[T]` 또는 `T | None`으로 표시된다.
- Rust에서는 `enum Option
{ None, Some(T) }`로 정의되어 있다. - Scala에서는 `sealed abstract class Option[+A]`로 정의되며, `final case class Some[+A](value: A)`와 `case object None`의 타입 확장을 통해 정의되어 있다.
- Standard ML에서는 `datatype 'a option = NONE | SOME of 'a`로 정의되어 있다.
- Swift에서는 `enum Optional
{ case none, some(T) }`로 정의되어 있지만, 일반적으로 `T?`로 표기된다.[14]
3. 1. Agda
Agda에서 옵션 타입은 `Maybe`로 명명되며, `nothing`과 `just a` 생성자를 갖는다.[13]3. 2. ATS
ATS에서 옵션 타입은 다음과 같이 정의된다.[13]```ocaml
datatype option_t0ype_bool_type (a: t@ype+, bool) =
| Some(a, true) of a
| None(a, false)
stadef option = option_t0ype_bool_type
typedef Option(a: t@ype) = [b:bool] option(a, b)
```
`option_t0ype_bool_type` 데이터 타입은 `Some`과 `None` 생성자로 정의된다.
3. 3. C++
C++17부터 옵션 타입은 표준 라이브러리에 `std::optional3. 4. Coq
Coq에서 옵션 타입은 다음과 같이 정의된다.```text
Inductive option (A:Type) : Type :=
| Some : A -> option A
| None : option A.
```
이는 `Some`과 `None`이라는 두 가지 생성자를 가진다. `Some`은 값을 감싸는 역할을 하고, `None`은 값이 없음을 나타낸다.
3. 5. Elm
Elm에서 옵션 타입은 type Maybe a = Just a | Nothing영어로 정의된다.[4] [13]3. 6. F#
F#에서 옵션 타입은 `'a option = None | Some of 'a`로 정의된다.[5]F# 코드 예시는 다음과 같다.
```fsharp
let compute =
Option.fold (fun _ x -> sprintf "The value is: %d" x) "No value"
let full = Some 42
let empty = None
compute full |> printfn "compute full -> %s"
compute empty |> printfn "compute empty -> %s"
```
실행 결과는 다음과 같다.
```text
compute full -> The value is: 42
compute empty -> No value
3. 7. Haskell
Haskell에서 옵션 타입은 `Maybe a`로 정의되며, `Nothing`과 `Just a` 생성자를 가진다.[6]```haskell
showValue :: Maybe Int -> String
showValue = foldl (\_ x -> "The value is: " ++ show x) "No value"
main :: IO ()
main = do
let full = Just 42
let empty = Nothing
putStrLn $ "showValue full -> " ++ showValue full
putStrLn $ "showValue empty -> " ++ showValue empty
```
실행 결과는 다음과 같다.
```text
showValue full -> The value is: 42
showValue empty -> No value
3. 8. Idris
Idris에서 옵션 타입은 `data Maybe a = Nothing | Just a`로 정의된다.[13]3. 9. Nim
Nim에서 옵션 타입은 `Option[T]` 형태로 표현되며, `some(x)` 함수를 사용하여 값을 포함하는 옵션을 생성하고, `none(T)` 함수를 사용하여 값이 없는 옵션을 생성한다.[13]```nim
import std/options
proc showValue(opt: Option[int]): string =
opt.map(proc (x: int): string = "The value is: " & $x).get("No value")
let
full = some(42)
empty = none(int)
echo "showValue(full) -> ", showValue(full)
echo "showValue(empty) -> ", showValue(empty)
```
```text
showValue(full) -> The Value is: 42
showValue(empty) -> No value
3. 10. OCaml
OCaml에서 옵션 타입은 `type 'a option = None | Some of 'aocaml` 형태로 정의된다.[7]```ocaml
let show_value =
Option.fold ~none:"No value" ~some:(fun x -> "The value is: " ^ string_of_int x)
let () =
let full = Some 42 in
let empty = None in
print_endline ("show_value full -> " ^ show_value full);
print_endline ("show_value empty -> " ^ show_value empty)
```
```output
show_value full -> The value is: 42
show_value empty -> No value
3. 11. Python
Python에서는 3.10 이후 `typing.Optional[T]` 또는 `T | None`으로 표시된다.3. 12. Rust
Rust에서 옵션 타입은 `enum Option아래는 코드 예시이다.
```rust
fn show_value(opt: Option
opt.map_or("No value".to_owned(), |x| format!("The value is: {}", x))
}
fn main() {
let full = Some(42);
let empty = None;
println!("show_value(full) -> {}", show_value(full));
println!("show_value(empty) -> {}", show_value(empty));
}
```
실행 결과는 다음과 같다.
```output
show_value(full) -> The value is: 42
show_value(empty) -> No value
3. 13. Scala
스칼라에서 옵션 타입은 `sealed abstract class Option[+A]`로 정의되며, `final case class Some[+A](value: A)`와 `case object None`에 의해 확장되는 타입이다.[15];코드 예시:
```scala
object Main {
def compute(opt: Option[Int]): String =
opt.fold("No value")(x => s"The value is: $x")
def main(args: Array[String]): Unit = {
val full = Some(42)
val empty = None
println(s"compute(full) -> ${compute(full)}")
println(s"compute(empty) -> ${compute(empty)}")
}
}
```
;실행 결과:
```output
compute(full) -> The value is: 42
compute(empty) -> No value
```
`Option`의 값을 사용하는 방법은 두 가지가 있다. 하나는 패턴 매칭을 사용하는 방법이고, 다른 하나는 모나딕 접근 방식이다. 프로그램은 예외 또는 오류를 생성할 수 없으므로 안전하며, 널 값의 타입 안전한 대체 수단으로 작동한다.[15]
3. 14. Standard ML
Standard ML에서 옵션 타입은 `'a option` 타입으로 정의되며, `NONE`과 `SOME of 'a'` 생성자를 가진다.[14]3. 15. Swift
Swift에서 옵션 타입은 `enum Optional코드 예시:
```swift
func compute(_ opt: Int?) -> String {
return opt.map { "The value is: \($0)" } ?? "No value"
}
let full = 42
let empty: Int? = nil
print("compute(full) -> \(compute(full))")
print("compute(empty) -> \(compute(empty))")
```
실행 결과:
```text
compute(full) -> The value is: 42
compute(empty) -> No value
3. 16. Zig
Zig에서 옵션 타입은 타입 이름 앞에 `?`를 붙여서 만든다. 예를 들어 `?i32`와 같이 표현한다.`null` 값을 가질 수 있는 옵션 타입의 값은 `if (opt) |n| { ... } else { ... }`와 같이 `if` 문이나 `while` 문을 사용하여 처리할 수 있다. 여기서 `opt`는 옵션 타입의 변수이고, `n`은 `opt`가 값을 가질 경우 (즉, `null`이 아닌 경우) 해당 값을 바인딩하는 변수이다. `else` 절은 `opt`가 `null` 값을 가질 때 실행된다.
```zig
const std = @import("std");
fn showValue(allocator: std.mem.Allocator, opt: ?i32) ![]u8 {
return if (opt) |n|
std.fmt.allocPrint(allocator, "The value is: {}", .{n})
else
allocator.dupe(u8, "No value");
}
pub fn main() !void {
// 메모리 할당자를 설정하고, 메모리 해제를 잊었을 경우 경고합니다.
var gpa = std.heap.GeneralPurposeAllocator(.{}){};
defer std.debug.assert(gpa.deinit() == .ok);
const allocator = gpa.allocator();
// 표준 출력 스트림을 준비합니다.
const stdout = std.io.getStdOut().writer();
// 예제를 실행합니다.
const full: ?i32 = 42;
const empty: ?i32 = null;
const full_msg = try showValue(allocator, full);
defer allocator.free(full_msg);
try stdout.print("showValue(allocator, full) -> {s}\n", .{full_msg});
const empty_msg = try showValue(allocator, empty);
defer allocator.free(empty_msg);
try stdout.print("showValue(allocator, empty) -> {s}\n", .{empty_msg});
}
```
```output
showValue(allocator, full) -> The value is: 42
showValue(allocator, empty) -> No value
```
다음은 옵션 타입을 활용하는 다른 코드 예시이다.
```zig
const std = @import("std");
const print = std.io.getStdOut().writer().print;
const Compute = struct {
value: ?i32,
pub fn init(value: ?i32) Compute {
return Compute{ .value = value };
}
pub fn format(
self: @This(),
comptime fmt: []const u8,
options: std.fmt.FormatOptions,
out_stream: anytype,
) !void {
_ = fmt;
_ = options;
if (self.value) |n| {
return out_stream.print("The value is: {}", .{n});
} else {
return out_stream.print("No value", .{});
}
}
};
pub fn main() !void {
const full = Compute.init(42);
const empty = Compute.init(null);
try print("full -> {}\n", .{full});
try print("empty -> {}\n", .{empty});
}
```
```output
full -> The value is: 42
empty -> No value
4. 코드 예시
F#에서 옵션 타입은 `type 'a option = None | Some of 'a`로 정의된다.[5]
; 코드 예시:
let showValue =
Option.fold (fun _ x -> sprintf "The value is: %d" x) "No value"
let full = Some 42
let empty = None
showValue full |> printfn "showValue full -> %s"
showValue empty |> printfn "showValue empty -> %s"
; 실행 결과:
showValue full -> The value is: 42
showValue empty -> No value
Haskell에서 옵션 타입은 `data Maybe a = Nothing | Just a`로 정의된다.[6]
; 코드 예시:
showValue :: Maybe Int -> String
showValue = foldl (\_ x -> "The value is: " ++ show x) "No value"
main :: IO ()
main = do
let full = Just 42
let empty = Nothing
putStrLn $ "showValue full -> " ++ showValue full
putStrLn $ "showValue empty -> " ++ showValue empty
; 실행 결과:
showValue full -> The value is: 42
showValue empty -> No value
Nim의 옵션 타입 예제는 다음과 같다.
; 코드 예시:
import std/options
proc showValue(opt: Option[int]): string =
opt.map(proc (x: int): string = "The value is: " & $x).get("No value")
let
full = some(42)
empty = none(int)
echo "showValue(full) -> ", showValue(full)
echo "showValue(empty) -> ", showValue(empty)
; 실행 결과:
showValue(full) -> The Value is: 42
showValue(empty) -> No value
OCaml에서 옵션 타입은 `type 'a option = None | Some of 'a`로 정의된다.[7]
; 코드 예시:
let show_value =
Option.fold ~none:"No value" ~some:(fun x -> "The value is: " ^ string_of_int x)
let () =
let full = Some 42 in
let empty = None in
print_endline ("show_value full -> " ^ show_value full);
print_endline ("show_value empty -> " ^ show_value empty)
; 실행 결과:
show_value full -> The value is: 42
show_value empty -> No value
Rust에서 옵션 타입은 `enum Option
; 코드 예시:
fn show_value(opt: Option
opt.map_or("No value".to_owned(), |x| format!("The value is: {}", x))
}
fn main() {
let full = Some(42);
let empty = None;
println!("show_value(full) -> {}", show_value(full));
println!("show_value(empty) -> {}", show_value(empty));
}
; 실행 결과:
show_value(full) -> The value is: 42
show_value(empty) -> No value
스칼라에서 옵션 타입은 `sealed abstract class Option[+A]`로 정의되며, `final case class Some[+A](value: A)`와 `case object None`에 의해 확장되는 타입이다.
; 코드 예시:
object Main:
def showValue(opt: Option[Int]): String =
opt.fold("No value")(x => s"The value is: $x")
def main(args: Array[String]): Unit =
val full = Some(42)
val empty = None
println(s"showValue(full) -> ${showValue(full)}")
println(s"showValue(empty) -> ${showValue(empty)}")
; 실행 결과:
showValue(full) -> The value is: 42
showValue(empty) -> No value
Swift에서 옵션 타입은 `enum Optional
; 코드 예시:
func showValue(_ opt: Int?) -> String {
return opt.map { "The value is: \($0)" } ?? "No value"
}
let full = 42
let empty: Int? = nil
print("showValue(full) -> \(showValue(full))")
print("showValue(empty) -> \(showValue(empty))")
; 실행 결과:
showValue(full) -> The value is: 42
showValue(empty) -> No value
Zig에서 옵션 타입을 만들려면 `?i32`처럼 타입 이름 앞에 `?`를 붙인다. 페이로드 `n`은 `if (opt) |n| { ... } else { ... }`과 같은 ''if'' 또는 ''while'' 문에서 캡처될 수 있으며, ''else'' 절은 `null`인 경우 평가된다.
; 코드 예시:
const std = @import("std");
fn showValue(allocator: std.mem.Allocator, opt: ?i32) ![]u8 {
return if (opt) |n|
std.fmt.allocPrint(allocator, "The value is: {}", .{n})
else
allocator.dupe(u8, "No value");
}
pub fn main() !void {
// Set up an allocator, and warn if we forget to free any memory.
var gpa = std.heap.GeneralPurposeAllocator(.{}){};
defer std.debug.assert(gpa.deinit() == .ok);
const allocator = gpa.allocator();
// Prepare the standard output stream.
const stdout = std.io.getStdOut().writer();
// Perform our example.
const full = 42;
const empty = null;
const full_msg = try showValue(allocator, full);
defer allocator.free(full_msg);
try stdout.print("showValue(allocator, full) -> {s}\n", .{full_msg});
const empty_msg = try showValue(allocator, empty);
defer allocator.free(empty_msg);
try stdout.print("showValue(allocator, empty) -> {s}\n", .{empty_msg});
}
; 실행 결과:
showValue(allocator, full) -> The value is: 42
showValue(allocator, empty) -> No value
참조
[1]
웹사이트
Simple Algebraic Data Types
https://bartoszmilew[...]
2015-01-13
[2]
웹사이트
A Fistful of Monads - Learn You a Haskell for Great Good!
http://www.learnyoua[...]
2019-08-18
[3]
Youtube
What is a Monad?
https://www.youtube.[...]
2017-11-25
[4]
웹사이트
Maybe · An Introduction to Elm
https://guide.elm-la[...]
[5]
웹사이트
Options
https://learn.micros[...]
2024-10-08
[6]
웹사이트
6 Predefined Types and Classes
https://www.haskell.[...]
2022-06-15
[7]
웹사이트
OCaml library : Option
https://v2.ocaml.org[...]
2022-06-15
[8]
웹사이트
Option in core::option - Rust
https://doc.rust-lan[...]
2022-05-18
[9]
웹사이트
Apple Developer Documentation
https://developer.ap[...]
2020-09-06
[10]
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https://developer.ap[...]
2020-09-06
[15]
서적
Programming in Scala
https://books.google[...]
Artima Inc
2011-09-06
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