[바미] Go - Slice를 심도있게 알아보자.

먼저 슬라이스 하나를 만들어 줍니다.

  package main

  import "fmt"

  func main() {
    var s []int

    s = make([]int, 3)

    s[0] = 100
    s[1] = 200
    s[2] = 300

    fmt.Println(s)
  }

<s = make([]int, 3) 하면 슬라이스를 initializer 할 수 있는데 3개 짜리 슬라이스를 만들었습니다.

그 후 각 요소에 값을 주고, 출력을 시키게 되면

이렇게 100 200 300이 나오는 것을 알 수 있습니다.

이 슬라이스의 구조에 대해 좀 더 자세히 알아보죠.

슬라이스는 Golang에서 제공하는 동적 배열(Dynamic Array)입니다.

지난번에 Struct를 했었는데 슬라이스도 Struct Value 라고 보면 됩니다.

그래서 Struct를 말할 때 가령 Student라는 Struct가 있다 할 때 이것은 이름이 있고, 나이가 있고, 등급, 등등등이 있을 것입니다.

  type Student struct {
    name string
    age int
    grade int
  }

이런 여러 요소(Property)들이 하나의 이름으로 모인게 Struct라고 했었는데 슬라이스도 마찬가지로 Struct로 되어있다고 보면 됩니다.

Slice라는 Struct가 있는데 Slice의 구성으로 Data Pointer가 있습니다. 그래서 실제 배열을 가리키는 포인터가 있고, 길이를 나타내는 요소, capacity가 있습니다.

type Slice struct {
  Pointer *
  len int
  cap int
}

이렇게 3가지로 구성된 것이 슬라이스라고 보면 됩니다.

컴퓨터라는 것은 결과적으로 보면 Data는 저장이 되어야 하는데 이 Data는 문자, 숫자, 등등 뭐든 컴퓨터 입장에선 상관이 없습니다. 어떤 것이든지 컴퓨터 입장에서는 0,1의 연속된 묶음이기 때문이죠.

그러면 이 Data는 실제로는 메모리 상에 어딘가에 있을것입니다. 실제 배열을 나타내는 슬라이스가 100,200,300이 있으면 이 배열을 나타내는 메모리가 실제로 존재 할 것인데 그 메모리를 나타내는 포인터를 슬라이스가 가지고 있는 것입니다.

그래서 슬라이스는 실제 배열을 나타내는 곳 을 가리키고 있고, 시작주소와 길이를 가지고 있기 때문에 시작 주소로 부터 실제 요소들이 몇개가 있는지 길이를 나타내고 있습니다.

그래서 길이가 3일 때 시작 주소부터 3개까지만 자기 것 이라고 표시하는 것이며 Capacity는 실제 메모리에 할당된 배열이 있을 것인데 이게 총 8개까지 저장할 수 있고, 실제 쓰는건 3개라고 가정했을 때 이 배열이 처음 만들어질 때의 할당된 최대 개수를 적어 놓습니다.

 

정리해보자면 Slice는 3개의 Property로 구성되어 있는데 첫번째가 Pointer인데 그 실제 배열이 가지고 있는 시작주소를 가지고 있고, 두번째가 length인데 요소의 갯수를 의미 합니다.

세번째가 Capacity인데 이것은 최대 이 배열에 저장할 수 있는 요소의 갯수가 됩니다.

이제 코드를 수정해 줄 것인데 슬라이스의 갯수(length)와 Capacity를 출력시켜보죠.

  package main

  import "fmt"

  func main() {
    var s []int

    s = make([]int, 3)

    s[0] = 100
    s[1] = 200
    s[2] = 300

        fmt.Println(s, len(s), cap(s))
  }

여기를 보면 슬라이스의 내용이 나오고, 길이가 3, Capacity가 3개 인 것을 알 수 있습니다.

 

이 상태에서 조금 더 수정해서 append()를 시켜 줍니다.

append()를 하게되면 첫번째 인자로 내가 추가하고자 하는 슬라이스를 넣어줍니다.

s = append (슬라이스, 넣을 요소들)

이렇게 넣으면 되는데 요소들은 여러개를 넣을 수 있고, 하나를 넣을 수 있습니다.

s = append (s, 400, 500, 600, 700,....)

위와 같이 넣고 싶은 만큼 넣을 수 있습니다.

이렇게 하면 4개가 한꺼번에 들어가게 되는데 append라는 말 자체가 뒤로 붙인다. 라는 의미인데

첫번째 들어오는 슬라이스에 그 다음에 나오는 값들을 뒤로 붙인 다음에 새로운 슬라이스를 만들어서 반환해주고, 그것을 다시 s에 대입하게 됩니다.

  package main

  import "fmt"

  func main() {
    var s []int

    s = make([]int, 3)

    s[0] = 100
    s[1] = 200
    s[2] = 300

    fmt.Println(s, len(s), cap(s))

    s = append (s, 400, 500, 600, 700)

      fmt.Println(s, len(s), cap(s))    
  }

이렇게 수정해준 뒤 출력시켜보죠.

길이는 7개 Capacity는 8개 인것을 알 수가 있습니다.

이제 이 append의 과정을 살펴보죠.

s = make([]int, 3)

아까 이렇게 슬라이스를 하나 만들었었습니다. 참고로 3은 길이를 말합니다.

이렇게 하면 Golang에서는 메모리에 int 3개를 담을 수 있는 배열을 하나 만듭니다. 그리고 이것을 어떤 Slice struct를 만들어서 그 안에 있는 Point요소가 만들어 놓은 배열의 시작 주소를 가지고 있고, 두번째 요소인 Length가 3을 가지고 있고, Capacity도 3을 가지게 됩니다.

 

그러면 이 부분들은 어디에 저장될까요?

이것도 마찬가지로 s라는 변수의 값으로 슬라이스의 요소들이 들어가는 것입니다. 그러니까 이 s도 메모리안에 저장되어 있을 것입니다.

그래서 이 메모리 상에 슬라이스의 요소들이 들어가 있는 것이고, 실제 보면은 슬라이스 객체는 실제 배열을 나타내는 것이 있고,

이 주소가 0xC01401다 라고 했을 때 실제 s를 나타내는 변수도 메모리상에 공간을 차지하고 있고, 첫 번째 Property로 0xC01401라는 주소값이 들어가 있고, 두번째 Property로 길이 세번째 Property로 Capacity가 들어가 있게 됩니다.

 

그래서 잘 알아야 할 것이 실제 데이터를 가지고 있는 배열의 주소와 s의 값은 별개라는 점입니다.

다만 이 포인터가 실제 배열의 시작주소를 가리키고 있는 것 뿐이죠.

 

그래서

s = make([]int, 3)

했을 때 실제 배열을 가지고 있는 메모리는 다른 곳에 있고, 메모리의 시작주소만 s의 포인터 Property로 가지고 있다는 것입니다.

그리고

s[0] = 100
s[3] = 300

으로 요소를 넣을 때 실제 s가 나타내고 있는 포인터, 이것은 배열을 나타내고 있는데 그 배열의 첫번째 값에 100을 적게되고, 그 다음은 실제 나타내고 있는 배열의 4번째 값에 300을 넣는것인데

이 s의 Length값은 3이기 때문에 에러가 납니다.

 

이제 append로 넘어가서

s = append(s, 400)

원래 슬라이스가

100

200

300

이렇게 있었으면 이 append가 먼저 하는 일은 s라는 슬라이스에 빈 공간이 있는지 먼저 확인을 합니다.
Capacity - Length를 하게 되면 남는 공간이 나오는데 s의 cap이 3개고, len이 3이기 때문에 남는 공간이 없습니다.

그러면 append는 더 큰 곳으로 이사를 가야 하기 때문에 더 큰 메모리 공간(일반적으로 cap의 2배)을 만듭니다.

cap이 3이기 때문에 6개를 만듭니다.

그 후 원래 있던 값들을 더 큰 메모리 공간에 모두 복사한 다음에 400을 넣어 줍니다.

100

200

300

400

이렇게 되면 Length는 4가 되고, cap이 6이 되고, 포인터는 100 부분을 가리키게 됩니다.

그러면 배열이 3개짜리와 6개짜리 2개가 생겼다. len는 4로 늘었고, cap도 6으로 늘었고, 포인터도 바뀌었습니다.

이것도 마찬가지로 슬라이스 구조체인데 이렇게 만들어진 새로운 슬라이스 구조체를 return시켜서 기존에 있던 s의 값에 덮어써지는 것입니다.

 

이 과정을 해보죠.

    package main

    import "fmt"

    func main() {
        var s []int

        s = make([]int, 3)

        s[0] = 100
        s[1] = 200
        s[2] = 300

        s = append(s, 400)

        fmt.Println(s, len(s), cap(s))

    }

이것을 출력시켜보면

100

200

300

400

이러한 배열이 만들어 졌고 길이가 4, cap이 6인 것을 알 수 있습니다.

새롭게 만든 슬라이스를 s에 대입을 했는데 그렇다는 얘기는 이 append의 결과를 다른 슬라이스에 저장할 수도 있다는 말이 되는데 그렇게 되는지 확인해보죠.

그래서 새로운 슬라이스 t를 만들고, t를 출력하게 되면 어떻게 되는지 보죠.

    package main

    import "fmt"

    func main() {
        var s []int
        var t []int
        s = make([]int, 3)

        s[0] = 100
        s[1] = 200
        s[2] = 300

        t = append(s, 400)
        fmt.Println(s, len(s), cap(s))
        fmt.Println(t, len(t), cap(t))

    }

기존의 s는

100

200

300

Length가 3이고 cap이 3인데

t는

100

200

300

400

길이가 4, cap이 6인 것을 알 수 있습니다.

 

이렇게 보면 s와 t는 완전히 다른 슬라이스라는것을 알 수 있습니다.

s는 요소가 3개짜리고 100,200,300이 들어있으면 t는 요소가 4개짜리고 100,200,300,400이 들어있게 되죠.

그래서 이 append의 역할은 내가 추가 하고 싶은 슬라이스를 받아서 그 슬라이스에 넣을 공간이 있는지 확인을 하고, 넣을 공간이 없으면 새로운 공간을 만들어서 기존의 값들을 모두 복사하고, 맨 뒤에 값을 추가한 다음에 새롭게 만들어진 슬라이스를 반환하는 것이고 그것을 대입 연산자로 대입 합니다.

그렇기 때문에 넣었던 슬라이스와 다른 슬라이스가 나올 수 있다는 것입니다.

 

그런데 넣었던 슬라이스와 같은 포인터가 나올수도 있습니다. u라는 슬라이스를 추가하여 확인해보죠.

이번에는 t에 500을 넣고 출력해줍니다.

    package main

    import "fmt"

    func main() {
        var s []int
        var t []int
        s = make([]int, 3)

        s[0] = 100
        s[1] = 200
        s[2] = 300

        t = append(s, 400)
        fmt.Println(s, len(s), cap(s))
        fmt.Println(t, len(t), cap(t))

        fmt.Println("////////////////////")
        var u []int 
        u = append(t, 500)

        fmt.Println(s, len(s), cap(s))
        fmt.Println(t, len(t), cap(t))
        fmt.Println(u, len(u), cap(u))

    }

구분자 뒤로 보면 s, t는 변한 것이 없지만 u는 500이 추가되었지만 len은 변했지만 cap이 변하지 않았습니다.

이 상황에서 u의 첫번째 값을 9999로 바꾸고 구분자를 다시 표시하고 s, t, u를 출력해 줍니다.

    package main

    import "fmt"

    func main() {
        var s []int
        var t []int
        s = make([]int, 3)

        s[0] = 100
        s[1] = 200
        s[2] = 300

        t = append(s, 400)
        fmt.Println(s, len(s), cap(s))
        fmt.Println(t, len(t), cap(t))
        fmt.Println("////////////////////")

        var u []int
        u = append(t, 500)

        fmt.Println(s, len(s), cap(s))
        fmt.Println(t, len(t), cap(t))
        fmt.Println(u, len(u), cap(u))

        u[0] = 9999
        fmt.Println("////////////////////")
        fmt.Println(s, len(s), cap(s))
        fmt.Println(t, len(t), cap(t))
        fmt.Println(u, len(u), cap(u))
    }

여기서 봐야할 게 마지막 부분인데 방금 u의 첫번째 부분을 바꾸었는데 t의 첫번째 값도 바뀐 것을 알 수 있습니다.

s와는 다른 슬라이스기 때문에 s는 바뀌지 않았습니다.(포인터가 다르기 때문이죠.)

여기까지 슬라이스에 대해 좀 더 자세히 알아보았습니다.