복사·이동·참조

변수를 넘겨주거나 새 변수에 대입했을 때 원래 값을 계속 쓸 수 있는지는 타입에 따라 다릅니다. Xen에서는 다음 구분이 중요합니다.

값	다른 변수·함수에 값으로 전달하면
숫자·Bool 등 단순한 값	복사하며 원래 값도 사용 가능
String, 복사 가능한 원소의 Vec	내용이 독립적으로 복제되며 원래 값도 사용 가능
Box, File, 이 값을 포함한 구조체·벡터	소유권이 이동하며 원래 값은 사용 불가

구조체·enum·튜플도 구성 요소의 규칙을 따릅니다. 모든 구성 요소가 복사·복제 가능하면 전체 값도 복사·복제되고, 이동 전용 값이 하나라도 포함되면 전체 값도 이동 전용입니다. 예를 들어 String 필드만 있는 구조체를 함수에 값으로 전달해도 원래 구조체를 계속 사용할 수 있습니다.

함수의 반환값은 호출한 쪽으로 전달됩니다. 다음을 ownership.xen으로 저장하세요.

fn append_copy(values: Vec<Int>) {
    let mut copy = values;
    copy.push(3);
    println(copy);
}

#![explc]
fn append_shared(values: &mut Vec<Int>) {
    values.push(3);
}

#![explc]
fn main() {
    let mut values = [1, 2];
    append_copy(values);
    println(values);
    append_shared(&mut values);
    println(values);
    let original = box(42);
    let transferred = original;
    println(transferred.into_inner());
}

$ xen run ownership.xen
[1, 2, 3]
[1, 2]
[1, 2, 3]
42

append_copy에서는 독립적인 벡터를 변경하므로 호출한 쪽의 값은 그대로입니다. append_shared는 호출한 쪽의 벡터를 변경합니다. 이 차이를 알면 함수가 원본을 바꾸는지 판단할 수 있습니다.

참조로 원본 사용하기

&value는 읽기 참조, &mut value는 변경 참조를 만듭니다. 참조 매개변수 타입은 &T, &mut T이며 *reference로 값을 읽습니다. 변경 참조의 원본에는 let mut이 필요합니다.

직접 참조를 만드는 함수와 명시적 참조 매개변수가 있는 함수에는 예제처럼 선언 바로 앞 줄에 #![explc]를 적습니다. 특정 블록에서만 만들려면 #scope[explc] { ... }를 쓸 수 있습니다. 호출하는 함수의 표시가 호출자에게 적용되지는 않습니다.

읽기 참조가 사용 중이면 원본을 변경하거나 이동할 수 없습니다. 변경 참조가 사용 중이면 다른 참조나 원본으로 같은 값을 동시에 사용할 수 없습니다. 제한은 참조의 마지막 사용 이후 끝납니다. 다음 코드는 의도적인 오류입니다.

#![explc]
fn main() {
    let mut value = 1;
    let shared = &value;
    value = 2;
    println(*shared);
}

xen check borrow_error.xen

while it is borrowed라는 오류가 납니다. value = 2;를 println(*shared); 뒤로 옮기면 됩니다. 참조를 구조체 필드에 넣거나 반환할 수 없으며 임시값에 바로 참조를 만들 수도 없습니다. 먼저 지역 변수에 값을 저장하세요.

Box로 값을 소유하기

box(value)는 값을 담는 Box<T>를 만듭니다. as_ref()로 읽고 as_mut()로 변경하며 into_inner()로 Box를 소비하고 값을 꺼냅니다. Box는 내부가 숫자여도 복사되지 않습니다. 예제의 original은 transferred로 이동한 뒤 사용할 수 없습니다.

서로 연결된 값에는 Option<Box<Node>>처럼 Box를 넣습니다. 다음을 recursive_data.xen으로 저장하세요.

struct Node { value: Int, next: Option<Box<Node>> }

fn sum(node: Node) -> Int {
    let rest = match node.next {
        Option.Some(next) => sum(next.into_inner()),
        Option.None => 0,
    };
    return node.value + rest;
}

fn main() {
    let last = Node { value: 20, next: Option<Box<Node>>.None };
    let first = Node { value: 10, next: Option.Some(box(last)) };
    println(sum(first));
}

$ xen run recursive_data.xen
30

직접 next: Node로 선언하면 크기를 정할 수 없어 오류가 납니다. 재귀 구조에는 연결 고리마다 Box나 Vec가 필요합니다. Box 안에는 참조·Slice·Ptr를 넣을 수 없습니다.

값의 수명이 끝날 때

블록을 벗어나거나 return, break, continue, ?로 나가면 소유한 값이 정리됩니다. 열린 File도 자동으로 닫힙니다. panic과 실행 오류는 프로그램을 즉시 종료하며 이 정상 정리 과정이 실행되지 않습니다. 오류 처리에서는 예상 가능한 실패를 값으로 다룹니다.

명시적 참조를 어느 범위에 허용할지는 스코프 모드에서, 재귀 연결의 소유권은 Box와 재귀 자료구조에서 더 자세히 다룹니다.