[Question] 1 주차 - 1~2장

[leejaeseung]

1. 이번 주차에 읽은 내용 중 궁금했던 내용을 공유합니다.
2. 이전 주차의 Question 에 대해 조사한 내용을 댓글로 공유합니다.

[leejaeseung]

객체지향의 단점?

• 가변적인 데이터로 인해 객체의 상태가 예측 불가능해짐.
• 상속 기능은 부모 클래스와 자식 클래스의 결합도를 높인다.

[객체 지향 언어의 특성 - The Rust Programming Language](https://rinthel.github.io/rust-lang-book-ko/ch17-01-what-is-oo.html)

공식 문서를 보면, 러스트는 객체 지향을 지양하는 것은 아니고 객체 지향의 기능들(캡슐화, 상속, 다형성)을 다른 방식으로 풀었다.

캡슐화 : pub 키워드를 통해 객체 내부의 값을 공개/비공개할 수 있다.

다형성 : 같은 trait 를 구현한 객체를 같은 타입으로 참조할 수 있다.

상속 : 상속을 지원하지 않지만, 합성을 이용해 상속을 흉내낼 수는 있다.
(객체지향 언어에서도 과도한 상속 대신 합성을 지향하라고 하는데, 러스트에선 아예 막아버린 듯 하다)

[Samsung Tech Blog - 러스트로 객체 지향 프로그래밍 시작하기](https://techblog.samsung.com/blog/article/32)

wasm 이란?

WebAssembly

javascript 와 함께 사용되도록 설계되어 웹 클라이언트에서 여러 언어로 작성된 코드를 네이티브에서와 비슷한 속도로 실행할 수 있게 해준다.

여러 언어를 wasm 으로 컴파일 → wasm 바이너리 파일 생성 → wasm 런타임(가상머신)을 통해 클라이언트 JS 코드와 통신할 수 있음.

성능은 js 에 비해 우수하지만, 언어에 대한 러닝 커브, 타입에 대한 제한, 적은 참고 자료 등이 단점으로 꼽힌다.

[FE개발자의 성장 스토리 08 : WebAssembly 개발기 - tech.kakao.com](https://tech.kakao.com/posts/438)

러스트의 문자열 처리가 왜 강력한가?

https://rinthel.github.io/rust-lang-book-ko/ch08-02-strings.html

String 과 &str 을 보통 이용. 둘은 상호 변환이 가능하다.
표준 라이브러리에서 String 을 제공하는 걸 강력하다고 한 거 같다. 외에 특이한 건 없어 보인다.
오히려 String 인덱싱이 힘들다고 한다.

→ String 에는 문자열이 UTF-8 로 인코딩되어 저장된다. 영어는 글자 당 1바이트이므로 인덱싱이 되는 것처럼 볼 수 있지만, 다른 언어의 경우 글자 당 2바이트인 경우도 있다.
따라서 String 입장에선 사용자가 원하는 지점의 문자를 줄 수가 없다.

캐럿 규칙이란?

major.minor.patch

위 같은 버전 형식에서 ^1.2.3 과 같이 사용된다.
정의 : 가장 왼쪽에 있는 0이 아닌 요소를 수정하지 않는 변경 허용을 허용한다.

ex)
^1.2.3 : 가장 왼쪽에 있는 0이 아닌 요소는 major. 따라서 minor, patch 버전 변경을 허용한다.
^0.2.3 : 가장 왼쪽에 있는 0이 아닌 요소는 minor. 따라서 patch 버전 변경을 허용한다.
^0.0.3 : 가장 왼쪽에 있는 0이 아닌 요소는 patch. 따라서 버전 변경을 허용하지 않는다.

러스트의 핵심 데이터 구조는 뭐가 더 있을까? (스마트 포인터)

[스마트 포인터 - The Rust Programming Language](https://rinthel.github.io/rust-lang-book-ko/ch15-00-smart-pointers.html)

스마트 포인터가 일반적인 구조체와 구분되는 특성은 바로 스마트 포인터가 Deref와 Drop 트레잇을 구현한다는 것입니다

Box

• 컴파일 타임에 데이터의 크기를 알 수 없는 경우 사용할 수 있다.(재귀적 데이터 구조)
• 스택에는 작은 양의 포인터만 복사되고 실제 데이터는 힙에 저장된다.
• Box 는 스마트 포인터이다. ← Deref 트레잇을 구현하기 때문 (이는 Box 값이 참조자와 같이 취급되도록 허용한다)
• Box 값이 스코프 밖으로 벗어날 때, 가리키고 있는 힙의 데이터도 해제된다. ← Drop 트레잇을 구현하기 때문

Deref
Deref 를 구현한 타입은 *(역참조 연산자)를 커스터마이징할 수 있다.
Deref 를 구현하려면 fn deref 함수를 구현해야 한다.

impl<T> Deref for MyBox<T> {
    type Target = T;

    fn deref(&self) -> &T {
        &self.0
    }
}

기본적으로 컴파일러는 & 타입에 대해서만 역참조를 수행할 수 있다.
Deref 는 구현하게 되면 *x 는 *(x.deref()) 처럼 실행된다.

암묵적 역참조 강제
Deref 를 구현한 타입의 내부 값을 참조 값으로 전달할 때, 단순히 & 를 붙임으로써 내부 참조 값에 접근할 수 있다.

fn hello(name: &str) {
    println!("Hello, {}!", name);
}

fn main() {
    let m = MyBox::new(String::from("Rust"));
    hello(&m);
}

위 코드는 암묵적으로 아래처럼 동작할 것이다. (&str 타입을 찾을 때까지 deref 호출)

fn main() {
    let m = MyBox::new(String::from("Rust"));
    hello((m.deref()).deref());
    // m.deref() : &String
    // (m.deref()).deref() : &str
}

Drop 트레잇

Rc

SemVer 크레이트가 뭘까?

SemVer : Sementic Versioning 의 줄임말. 버전 형식에 의미를 부여하는 표준(제안).

major.minor.patch 와 같이 표현한다.
major : 이전 버전과 호환되지 않는 변경
minor : 이전 버전과 호환되는 수정/추가 사항

patch : 버그 수정

기능 플래그(Feature Flag)란?

어떤 크레이트에서 특정 기능을 껐다 킬 수 있는 flag.
아직 불안정한 기능을 Optional 하게 제공할 때 유용하게 사용된다.
cfg, cfg_attr 함수 등을 이용해 애플리케이션 코드에 해당 feature 활성화 여부에 따른 로직을 분기할 수 있다.
(다른 언어라면 종속성에 flag 를 적용할 수 없어서 로직에 이런 분기를 녹이기 힘들 듯?)

[robert-min]

Q. 메타 프로그래밍?

• 프로그램이 자기 자신 또는 다른 프로그램의 구조와 동작을 분석하거나 수정하는 코드를 작성하는 프로그래밍 기법
• 프로그램이 실행 중에 코드를 생성, 변경, 또는 실행할 수 있도록 합니다.
• 코드를 더 동적으로 작성하거나, 반복 작업을 줄이거나, 런타임에 유연성을 제공할

메타 프로그래밍의 장점

• 코드 중복 제거: 동적 코드 생성으로 반복 작업을 줄임.
• 유지보수성 향상: 패턴을 추상화하여 코드의 구조를 단순화.
• 유연성과 확장성: 런타임에 다양한 조건에 대응 가능.

메타 프로그래밍의 단점

• 코드 복잡도 증가: 동적 코드로 인해 디버깅과 이해가 어려워질 수 있음.
• 성능 문제: 런타임에 코드를 생성하거나 분석하는 작업이 추가 오버헤드를 유발.
• 예측 가능성 저하: 실행 중에 동작이 달라질 수 있어 예상하기 어려운 동작이 발생할 수 있음.

참고. Rust 메타프로그래밍 (with. GPT)

Rust는 정적 타입 언어로, 다른 동적 언어(Python, Ruby 등)와는 다르게 실행 시간보다는 컴파일 타임에 메타 프로그래밍을 수행합니다. Rust의 메타 프로그래밍은 주로 매크로 시스템과 프로시저 매크로를 통해 이루어집니다.

1. 매크로(Macro)

Rust의 매크로는 코드 중복을 줄이고, 반복 작업을 간단하게 처리하며, 컴파일 타임에 코드를 생성합니다. 두 가지 주요 유형이 있습니다:

• 선언적 매크로
• 프로시저 매크로

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1.1 선언적 매크로

Rust의 선언적 매크로는 패턴 매칭을 사용하여 코드를 확장하는 방식으로 동작합니다. 주로 macro_rules! 키워드를 사용해 정의합니다.

예제: 반복적인 코드 생성

macro_rules! create_functions {
    ($($name:ident),*) => {
        $(
            fn $name() {
                println!(stringify!($name));
            }
        )*
    };
}

// 매크로를 사용해 여러 함수를 생성
create_functions!(hello, world, rust);

fn main() {
    hello();  // 출력: "hello"
    world();  // 출력: "world"
    rust();   // 출력: "rust"
}

위 코드는 create_functions! 매크로를 통해 다수의 함수를 컴파일 타임에 자동으로 생성합니다.

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1.2 프로시저 매크로

프로시저 매크로는 Rust의 강력한 메타 프로그래밍 도구로, 구조체, 열거형 또는 함수에 대해 동적으로 코드를 생성하거나 수정할 수 있습니다. 주로 애트리뷰트 매크로, 파생 매크로, 함수 매크로로 구분됩니다.
이들은 proc-macro 크레이트를 통해 작성됩니다.

예제: 파생 매크로 (Derive Macro)

serde 크레이트에서 제공하는 Serialize와 Deserialize 파생 매크로는 Rust의 일반적인 메타 프로그래밍 예시입니다.

use serde::{Serialize, Deserialize};

#[derive(Serialize, Deserialize)]
struct User {
    id: u32,
    name: String,
}

fn main() {
    let user = User {
        id: 1,
        name: String::from("Alice"),
    };

    // JSON 직렬화
    let serialized = serde_json::to_string(&user).unwrap();
    println!("Serialized: {}", serialized);

    // JSON 역직렬화
    let deserialized: User = serde_json::from_str(&serialized).unwrap();
    println!("Deserialized: {:?}", deserialized);
}

#[derive(Serialize, Deserialize)]는 컴파일 타임에 자동으로 직렬화 및 역직렬화 관련 코드를 생성합니다.

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프로시저 매크로 직접 구현 예시

사용자 정의 매크로를 통해 구조체에 메서드를 자동으로 추가할 수도 있습니다.

use proc_macro::TokenStream;

#[proc_macro]
pub fn create_hello_world_fn(item: TokenStream) -> TokenStream {
    let name = item.to_string();
    let expanded = format!(
        r#"
        pub fn {}() {{
            println!("Hello, world!");
        }}
        "#,
        name
    );
    expanded.parse().unwrap()
}

사용법:

create_hello_world_fn!(greet);

fn main() {
    greet();  // 출력: "Hello, world!"
}

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2. 메타 프로그래밍의 주요 활용

1. 파생 매크로 (Derive):
   serde, tokio, syn 등 다양한 크레이트에서 사용.
   예: #[derive(Debug, Clone, PartialEq)]

2. 코드 자동 생성:
   반복적인 작업을 줄이기 위해 사용.
   예: REST API 핸들러 생성, 데이터베이스 스키마 매핑.

3. 커스텀 애트리뷰트 매크로:
   특정 동작을 수행하는 메타데이터로 사용.
   예: #[route(GET, "/api")]

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Rust의 메타 프로그래밍의 특징

• 안정성: 런타임이 아닌 컴파일 타임에 코드를 생성하므로 안정적.
• 성능: 동적 메타 프로그래밍보다 성능에 유리.
• 표현력 제한: Rust의 설계 철학상 실행 중 코드를 수정하거나 생성할 수 없음.

Rust의 메타 프로그래밍은 컴파일 타임에 최적화된 코드를 생성하며, 반복 작업을 줄이고 가독성을 높이는 데 적합합니다.

[robert-min]

Q. Cargo Toolchain이란?

• Rust의 toolchain은 Rustup을 사용하여 관리
• toolchain은 Rust 컴파일러, 표준 라이브러리, Cargo 등의 조합으로 구성
• Rust에서 toolchain은 아래와 같이 세분화됩니다:

1. Stable Toolchain
   • Rust의 안정적인 최신 버전
   • 일반적인 애플리케이션 개발에 사용
2. Beta Toolchain
   • 안정적인 버전으로 출시되기 전에 테스트 중인 버전
   • 다음 stable 릴리스를 미리 테스트하고 싶을 때 유용
3. Nightly Toolchain
   • 최신 기능과 실험적인 기능이 포함된 버전
   • 아직 안정화되지 않은 기능을 사용해야 할 때 사용
   • 일부 기능(예: #![feature(...)])은 nightly에서만 활성화
4. Custom Toolchain
   • 특정 프로젝트나 요구 사항에 맞게 사용자 정의된 toolchain
   • 예를 들어, cross 같은 멀티 플랫폼 빌드 도구에서 사용

이번 장은 지금 적기 보단 다음에 C라이브러리 써볼 때나, cargo 활용한 다양한 프로젝트 진행할 때 작성하면 좋을듯!!

지금은 이런게 있구나 정도