구조체와 열거형의 복잡한 패턴 매칭과 가변 바인딩

구조체(Struct)와 열거형(Enum)의 여러가지 패턴 매칭(Match) 방법과 가변 바인딩(mutable binding)에 대해 알아보겠습니다. 구조체 분해후 바인딩, if let, _, .., | 등의 사용법과 참조와 Shadowing에 대해서도 알아봅니다.

1. 구조체(Struct)에서 복잡한 패턴 매칭과 가변 바인딩

가. 구조체 필드 일부만 매칭하기:

구조체 패턴에서 모든 필드를 반드시 매칭하지 않아도 되며, ..을 써서 나머지 필드는 무시할 수 있습니다.

struct Point {
    x: i32,
    y: i32,
    z: i32,
}

fn main() {
    let p = Point { x: 1, y: 2, z: 3 };

    match p {
        Point { x, .. } => println!("x 값에만 관심 있음: {}", x),
    }
}

나. 가변 바인딩 (mutable binding)

기본적으로 Rust의 match에서 바인딩된 변수는 불변입니다. 가변으로 만들려면 mut 키워드를 변수 바인딩 전에 붙입니다.

let mut p = Point { x: 1, y: 2, z: 3 };

match &mut p {    // 구조체를 가변 참조로 매칭
    Point { x, y, .. } => {
        *x += 10;  // 가변 참조로 접근 가능
        *y += 20;
        println!("변경된 x: {}, y: {}", x, y);
    }
}

위 예에서 &mut p로 가변 참조를 패턴 매칭했고, 패턴 안의 x와 y는 가변 참조(&mut i32)가 되어 값을 변경할 수 있습니다.

다. 구조체 분해 후 변수 재바인딩

let p = Point { x: 10, y: 20, z: 30 };
let Point { x: a, y: b, z: c } = p;
println!("a: {}, b: {}, c: {}", a, b, c);

a, b, c가 각각 p의필드 값에 바인딩됩니다.

2. 열거형(Enum)에서 복잡한 패턴 매칭과 가변 바인딩

가. 열거형 variant에 포함된 여러 필드 매칭

enum Message {
    Quit,
    Move { x: i32, y: i32 },
    Write(String),
    ChangeColor(i32, i32, i32),
}

fn main() {
    let mut msg = Message::Move { x: 10, y: 20 };

    match &mut msg {
        Message::Move { x, y } => {
            *x += 5; // 가변 참조로 내부 값 변경 가능
            *y += 5;
            println!("이동 좌표 변경: x={}, y={}", x, y);
        }
        _ => {}
    }
}

match &mut msg를 통해 열거형 값을 가변 참조로 매칭하면, 내부 필드도 가변 참조로 바인딩되어 값 변경이 가능합니다.

나. 특정 variant만 언패킹하기

if let Message::Write(text) = msg {
    println!("메시지: {}", text);
}

if let 문법을 활용해 관심 있는 variant 한 가지만 매칭해 변수 바인딩 후 처리할 수 있습니다.

다. 여러 variant를 한 패턴에 묶기

match msg {
    Message::Quit | Message::Write(_) => println!("Quit 또는 Write variant"),
    _ => println!("다른 variant"),
}

여러 variant를 하나로 합쳐 처리할 수도 있습니다.

3. 패턴 바인딩 시 참조와 가변성

기본적으로 match 패턴 내 변수 바인딩은 값 소유권을 가져오거나 복사하지만, 참조 및 가변 참조로도 바인딩할 수 있습니다.

let p = Point { x: 10, y: 20, z: 0 };

match &p {  // 불변 참조 패턴 매칭
    Point { x, y, .. } => println!("x={}, y={}", x, y),
}

let mut p2 = Point { x: 0, y: 0, z: 0 };

match &mut p2 {  // 가변 참조 패턴 매칭
    Point { x, y, .. } => {
        *x += 1;
        *y += 1;
        println!("수정된 값 x={}, y={}", x, y);
    }
}

참조에 따라 변수 바인딩 시 가변성 여부가 달라지고, 이를 통해 구조체 또는 열거형 내부 값을 안전하게 변경할 수 있습니다.

4. 변수 이름 재사용(shadowing)과 패턴 매칭

패턴 매칭 시, 이전에 바인딩된 변수 이름과 동일한 이름을 써도 새로운 바인딩이 생성됩니다.

let x = 5;
let p = Point { x: 10, y: 20, z: 30 };

match p {
    Point { x, y, .. } => {
        // 여기 x는 패턴 내의 새 바인딩, 밖의 x와 다른 변수
        println!("패턴 매칭 내의 x: {}, 외부 x: {}", x, 5);
    }
}

5. 요약 정리

기능	예시 (일부만)	설명
구조체 부분 패턴 매칭	Point { x, .. }	특정 필드만 분해, 나머지는 무시
가변 참조 매칭	match &mut p와 Point { x, y, .. }	구조체 필드를 가변 참조로 바인딩해 값 수정 가능
열거형 가변 매칭	match &mut msg와 Message::Move { x, y }	enum 내부 필드를 가변 참조로 바인딩해 값 수정 가능
if let 구문	if let Message::Write(text) = msg	특정 variant만 골라 간단히 바인딩 후 처리
패턴 내 변수 이름 재사용	Point { x, y } 내 x는새로운 바인딩	기존 변수와 이름이 동일해도 새 변수로 처리

이상으로 구조체와 열거형에서 변수 바인딩 시 사용하는 다양한 패턴 매칭 기법과 가변 바인딩 방법에 대해 설명드렸습니다.