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구조체

개요​

Wave 언어의 구조체는 사용자 정의 데이터 타입을 선언하기 위한 핵심 문법 요소입니다. 구조체를 사용하면 서로 다른 타입의 값을 하나의 논리적인 단위로 묶어 표현할 수 있으며, 이를 통해 복잡한 데이터 구조를 명확하고 안전하게 모델링할 수 있습니다.

Wave의 구조체는 값 타입(value type) 으로 동작합니다. 모든 필드는 반드시 명시적인 타입을 가져야 하며, 구조체 인스턴스를 생성할 때 모든 필드는 초기화되어야 합니다. 이러한 규칙을 통해 구조체의 상태는 항상 완전하고 예측 가능한 형태를 유지합니다.​

구조체 선언 문법​

구조체는 struct 키워드를 사용하여 선언합니다. 구조체의 이름은 파스칼 표기법(PascalCase)을 사용하며, 구조체 본문에는 하나 이상의 필드를 정의할 수 있습니다.

필드는 이름: 타입; 형식으로 선언되며, 각 필드 선언 뒤에는 반드시 세미콜론이 필요합니다.

struct Box {
    size: i32;
    weight: f32;
}

구조체 선언 시 필드가 작성된 순서는 메모리 배치 순서와 동일하게 사용됩니다. 구조체 내부에는 필드 선언만 허용되며, 함수나 메서드는 포함될 수 없습니다. 동작 로직은 구조체 외부에서 별도로 정의됩니다.​

구조체 생성 문법​

구조체는 구조체 이름을 사용하는 리터럴 형식으로 생성합니다. 구조체 리터럴은 StructName { 필드명: 값; ... } 형태로 작성합니다.

var b: Box = Box {
    size: 42;
    weight: 10.5;
};

구조체를 생성할 때는 정의된 모든 필드를 반드시 초기화해야 하며, 하나라도 누락될 경우 컴파일 오류가 발생합니다.

초기화 시 필드의 작성 순서는 구조체 선언 순서와 일치할 필요는 없지만, 각 필드에 전달되는 값의 타입은 구조체에 정의된 타입과 정확히 일치해야 합니다. Wave에서는 구조체 필드 초기화 과정에서 암묵적인 타입 변환을 허용하지 않습니다.

구조체 필드 접근 문법​

구조체의 필드는 점 표기법(dot notation)을 통해 접근합니다. 필드 접근은 읽기와 쓰기 모두 동일한 문법을 사용합니다.

println("Size: {}", b.size);
println("Weight: {}", b.weight);

존재하지 않는 필드 이름을 사용하려고 하면 컴파일 단계에서 오류가 발생합니다. 구조체는 값 타입이기 때문에, 구조체 전체를 대입하거나 함수 인자로 전달할 경우 구조체에 포함된 모든 필드가 함께 복사됩니다.

구조체 메서드 정의 문법​

Wave 언어는 구조체 내부에 직접 메서드를 정의하지 않습니다. 대신 proto 키워드를 사용하여 구조체에 연결된 메서드 집합을 선언합니다.

proto 블록은 특정 구조체에 소속된 함수들의 영역이며, 이 블록 안에서 정의된 함수는 해당 구조체의 메서드처럼 사용됩니다.

메서드는 첫 번째 매개변수로 self를 사용하여 구조체 인스턴스를 전달받습니다. self는 구조체 전체 값을 의미하며, 값 복사 방식으로 전달됩니다.

proto Box {
    fun print(self) {
        println("size={}, weight={}", self.size, self.weight);
    }

    fun added_size(self, x: i32) -> i32 {
        return self.size + x;
    }
}

proto 블록은 구조체 선언과 같은 파일에 위치할 필요는 없으며, 여러 개의 proto 블록을 통해 동일한 구조체에 대한 메서드를 분산 정의할 수 있습니다.

메서드 호출은 점 표기법을 사용하며, 일반적인 함수 호출과 동일한 방식으로 동작합니다.

b.print();
var n: i32 = b.added_size(5);

함수 인자로서의 구조체 사용​

구조체는 함수의 인자로 전달될 때 값 복사 방식으로 처리됩니다. 함수 내부에서 구조체의 필드를 수정하더라도, 호출한 쪽의 구조체 인스턴스에는 영향을 주지 않습니다.

fun calc(box: Box) -> i32 {
    return box.size * 2;
}

구조체를 함수의 반환값으로 사용하는 경우에도 동일하게 값 복사가 발생합니다. 이러한 동작은 구조체의 불변성과 예측 가능한 데이터 흐름을 보장합니다.

중첩 구조체 (Nested Struct)​

Wave에서는 구조체의 필드 타입으로 다른 구조체를 사용할 수 있습니다. 구조체는 완전한 타입이기 때문에, 구조체 안에 또 다른 구조체를 포함하는 형태로 자유롭게 중첩할 수 있습니다.

struct Position {
    x: i32;
    y: i32;
}

struct Player {
    name: str;
    pos: Position;
}

중첩된 구조체의 필드는 점 표기법을 연속으로 사용하여 접근합니다.

var p: Player = Player {
    name: "Alice";
    pos: Position { x: 10; y: 20; };
};

println("Player X: {}", p.pos.x);
println("Player Y: {}", p.pos.y);

구조체 리터럴 내부에 또 다른 구조체 리터럴을 중첩하여 작성할 수 있으며, 이 경우에도 모든 필드 초기화 규칙은 동일하게 적용됩니다.

구조체 배열​

구조체는 배열의 원소 타입으로 사용할 수 있습니다. Wave의 배열 문법은 array<타입, 길이> 형식을 사용하며, 구조체 타입도 그대로 지정할 수 있습니다.

var players: array<Player, 3> = [
    Player { name: "A"; pos: Position { x: 1; y: 2; }; },
    Player { name: "B"; pos: Position { x: 3; y: 4; }; },
    Player { name: "C"; pos: Position { x: 5; y: 6; }; }
];

구조체 배열의 원소에 접근할 때는 배열 인덱스를 먼저 사용한 뒤, 점 표기법을 통해 구조체 내부 필드에 접근합니다.

println("Second Player X: {}", players[1].pos.x);

구조체의 기본 연산 가능 여부​

Wave의 구조체는 사용자 정의 타입이기 때문에, 산술 연산이나 비교 연산에 자동으로 참여하지 않습니다.

구조체의 동등성 비교, 정렬, 해싱, 수치 연산 등이 필요하다면 반드시 proto 블록을 통해 해당 동작을 명시적으로 정의해야 합니다. Wave는 구조체에 대해 암묵적인 연산자를 제공하지 않으며, 모든 동작은 명시적으로 정의되는 것을 원칙으로 합니다.