SqueakByExample:9.2

컬렉션의 다양성(The varieties of collections)

컬렉션 클래스들을(the collections classes) 훌륭하게 활용하기 위해, 리더(reader)는 컬렉션 클래스들이 실행하는 것들과, 컬렉션 클래스들의 공통점들과 차이점들에 대해 적어도 피상적인 지식이라도 필요합니다.

개별적인 구성요소들보다는, 컬렉션들을 사용하여 프로그래밍을 하는 것은 프로그램의 추상성의 수준을 끌어올릴 수 있는 중요한 방법입니다. 리습 기능 맵(The Lisp function map)은 인수 함수(an argument function)를 목록의 모든 구성요소에 적용하며 이 형식의 초기 예시인 결과들을 포함하는 새로운 목록을 리턴하지만, 스몰토크-80(Smalltalk-80)은 중앙 원리로서(central tenet) 컬렉션 기초 프로그래밍(collection-based programming)을 채택하였습니다. ML과 Haskell과 같은 현대의 기능적 프로그래밍(Modern functional programming) 언어들은 스몰토크의 인도를 따라 왔습니다.

왜 이것이 좋은 아이디어 일까요? 여러분이 학생 기록들(student records)의 컬렉션을 포함하고 있는 데이터 구조(a data structure)를 갖고 있으며, 몇 가지 기준(criterion)을 충족시키는 모든 학생들에게 몇 가지 액션을 수행하기를 원한다고 가정해 보십시오. 프로그래머들은 즉시 루프에 도달하기 위한 필수불가결한 언어 사용을 제기할 것이지만 스몰토크 프로그래머는 다음 표현식 을 작성할 것입니다.

students select: [ :each | each gpa < threshold ]

꺽쇠 괄호(대괄호가)안에 들어 있는 true를 리턴하는 함수를 위해 정확하게 학생들의 구성요소들을 포함하고 있는 새로운 컬렉션 (new collection)을 평가합니다. 스몰토크 코드는 도메인-지정 조회 언어(a domain-specific query language)의 단순성과 우아함을 갖고 있습니다.

그림 9.3: 표준 컬렉션 프로토콜(Standard Collection protocols)

Protocol	Methods
accessing	size, capacity, at: anIndex , at: anIndex put: anElement
testing	isEmpty, includes: anElement , contains: aBlock ,occurrencesOf: anElement
adding	add: anElement , addAll: aCollection
removing	remove: anElement , remove: anElement ifAbsent: aBlock ,removeAll: aCollection
enumerating	do: aBlock , collect: aBlock , select: aBlock , reject: aBlock ,detect: aBlock , detect: aBlock ifNone: aNoneBlock ,inject: aValue into: aBinaryBlock
converting	asBag, asSet, asOrderedCollection, asSortedCollection,asArray, asSortedCollection: aBlock
creation	with: anElement , with:with:, with:with:with:,with:with:with:with:, withAll: aCollection

메시지 select:는 스몰토크에서 모든 컬렉션에 의해 이해될 수 있습니다. 만약 학생 데이터 구조(the student data structure)가 배열 (array) 또는 링크된 목록(linked list)인지를 알아낼 필요가 없습니다: select: 메시지는 둘 모두에 의해 이해될 수 있습니다. 이것은 프로그래머가 루프가 셋업되기 전에 학생이(student)가 배열인지 링크된 목록인지를 반드시 알아야 하는 장소인 루프를 사용하는 것과는 꽤 다르다는 것을 주지해 주십시오.

스몰토크에서는, 누군가가 컬렉션의 종류에 관해 좀더 특별히 지정하지 않고 컬렉션에 관해 말할 때, 그 사람은 멤버쉽(membership)을 테스트하고 구성요소들을 열거하기 위해 잘 정의된 프로토콜들을 지원하는 오브젝트를 의미하는 것입니다. 모든 컬렉션은 isEmpty 와 occurrencesOf:을 포함한 테스팅 메시지(the testing message)를 이해합니다. 모든 컬렉션은 열거 메시지들(the enumeration messages) do:,select:, reject: (select:의 반대되는 것), collect:(리습의 맵과 같은), detect:ifNone:, inject:into: (왼쪽 fold를 수행하는)과 더 많은 메시지를 이해합니다. 이와 같은 내용은 컬렉션을 강력하게 만드는 다양성 뿐만 아니라, 편재성을 의미합니다.

그림 9.3은 컬렉션 계층도(the collection hierarchy)에서 대부분의 클래스들에 의해 지원되는 표준 프로토콜을 요약합니다. 이 메소드들은 정의되고, 재 정의되고 최적화되거나 또는 종종 컬렉션의 서브클래스에 의해 금지되기도 합니다.

기본적인 균일성을 넘어서서, 다양한 프로토콜들을 지원하거나 동일한 요청들에 다른 동작을 제공하는 많은 다른 종류의 컬렉션이 있습니다. 이제 우리는 중요한 차이점들의 몇 가지를 간략하게 조사할 것입니다:

• 순차가능(Sequenceable): 첫 번째 구성요소에서 시작하여 마지막 구성요소에 이르기까지 잘 정의된 순서로 진행되는 SequenceableCollection의 모든 서브클래스들의 인스턴스들입니다. 다른 한편으로는, Set, Bag 그리고 딕셔너리의 인스턴스들은 순차가능(Sequenceable)이 아닙니다.
• 분류가능(Sortable): SortedCollection은 분류 수서에 따라 자체의 구성요소들을 유지합니다.
• 색인가능(Indexable): 가장 순차가능(sequenceable) 컬렉션들은 또한 at:과 함께 검색(retrieved)할 수 있는 구성요소인 색인가능(indexable)입니다. 배열(array)은 고정된 크기를 가진 친숙한 indexable 데이터 구조이며 anArray at: n은 anArray의 nth 구성요소를 검색(retrieve)하며, anArray at: n put: v은 v에 nth 구성요소를 부과(charges)합니다. LinkedLists 와 SkipLists 은 sequenceable 이지만, indexable이 아닙니다. 그 의미는 이것들은 first와 last를 이해하지만 at:은 이해하지 못합니다.
• Keyed: 딕셔너리의 인스턴스들이며, 이것의 서브클래스들은 indices 대신에 keys로 접근할 수 있습니다.
• 수정가능(Mutable): Mutable: 대부분의 컬렉션들은 수정가능(mutable)하지만, 인터벌(Interval)과 심볼(Symbols)은 그렇지 않습니다. 인터벌(Interval)은 정수의 범위를 나타내는 수정불가능(immutable) 컬렉션입니다. 예를 들면 5 to: 16 by: 2 는 구성요소 5, 7, 9, 11, 13과 15를 포함하고 있는 인터벌입니다. 이것은 at:과 함께 indexable 이지만, at:put:으로 변경될 수 없습니다.
• 성장가능(Growable): 인터벌(Interval)의 인스턴스들과 배열(Array)는 항상 고정된 크기를 가집니다. 다른 컬렉션(collections) 종류들은 (분류된 컬렉션, 순서가 정렬된 컬렉선 그리고 링크된 목록들)은 만들어진 이후에 성장할 수 있습니다. 클래스 OrderedCollection은 배열(Array)보다 좀더 일반적인 것이며, OrderedCollection의 크기는 성장할 것이고, 또한 그것은 at:과 at:put: 뿐만 아니라 addFirst:와 addLast:를 위한 메소드를 갖고 있습니다.
• 복제물 수락(Accepts duplicates): Set은 복제물(duplicates)들을 걸러낼 것이지만, Bag은 그렇지 않을 것입니다. Dictionary, Set 그리고 Bag은 구성요소들에 의해 제공된 = 메소드를 사용하며, 이 클래스들의 Identity 변수들은 인수들이 동일한 오브젝트인지를 테스트하는 = = 메소드를 사용하고 Puggable 변수들은 컬렉션의 생성자(the creator)에 의해 공급된 임시 등가 관계 (arbitrary equivalence relation)을 사용합니다.
• 혼합(Heterogeneous): 대부분의 컬렉션들은 모든 구성요소들의 종류를 보유할 것입니다. 그럼에도 불구하고, String, CharacterArray 또는 심볼은 오직 문자(Charaters)만을 보유하고 있습니다. 배열(Array)는 모든 오브젝트의 혼합을 보유할 것이만, ByteArray는 오직 Bytes만을 보유하며, IntergerArray는 오직 정수들을 보유하며, FloatArray는 오직 Floats를 보유합니다. LinkedList는 프로토콜에 Link ▷ accessing protocol에 맞는 구성요소들을 보유하기 위해 제약됩니다.

그림 9.4: 실행 테크닉에 의해 범주화된 몇몇 컬렉션 클래스들