literal과 variable, value, const, static

Rust에서 리터럴(literal)은 소스 코드에 직접 값을 표현한 것이며(예: 5, “hello”, true), 변수(variable)는 프로그램 실행 중에 값을 저장하고 변경할 수 있는 이름이 있는 저장 공간입니다(예: let x = 5;).

1. 리터럴과 변수

가. 리터럴(Literals)

프로그래밍에서 리터럴은 변수(variable)나 상수(const)와 같이 특정 데이터 유형의 값을 직접 나타내는 표현 방식입니다. 예를 들어, 숫자 10, 문자 ‘a’, 문자열 “hello” , true, false 등이 모두 리터럴입니다. 

  • 직접적인 값:리터럴은 프로그램 실행 중에 변경될 수 없는 고정된 값 자체를 의미합니다. 
  • 불변성: 리터럴은 정의된 이후에 그 값을 변경할 수 없습니다.
  • 표현식:때로는 코드에서 특정 값을 계산하는 표현식 자체가 리터럴로 사용되기도 합니다. 예를 들어, (2 + 3)과 같이 계산 결과가 고정된 값으로 나타나는 경우. 

나. 변수(Variables)

  • 이름이 있는 저장소: 변수는 메모리에 값을 저장하는 이름이 붙은 공간입니다.
  • 가변성 또는 불변성: Rust에서는 let x = 5;처럼 불변 변수도 만들 수 있고, let mut x = 5;처럼 가변 변수도 만들 수 있습니다. 가변 변수는 값을 변경할 수 있습니다.
  • 모든 타입 가능: 변수는 기본 타입은 물론, 구조체나 참조 등 다양한 데이터 타입의 값을 저장할 수 있습니다.
  • 데이터 저장과 조작: 변수는 프로그램에서 필요에 따라 데이터를 저장하거나 변경하는 데 사용됩니다.

다. 비교표

항목리터럴(Literal)변수(Variable)
표현 방식값을 직접 표현이름이 있는 저장 공간
변경 가능 여부변경 불가 (immutable)변경 가능 또는 불가능 (mutable / immutable)
※ Rust에서는 기본값이 immutable
저장 방식변수처럼 메모리에 저장되지 않음메모리에 저장됨
사용 목적상수값(변하지 않는 값) 표현데이터 저장 및 조작
예시5, “hello”, truelet x = 5;에서 x
let mut y = “hello”;에서 y

라. 예제 1

fn main() {
let x = 10; // 10은 정수 리터럴
let y = "hello"; // "hello"는 문자열 리터럴

println!("x = {}", x);
println!("y = {}", y);
}

여기서:

  • 10은 숫자 리터럴 (미리 정의된 값)
  • “hello”는 문자열 리터럴 (미리 코드에 써 넣은 값)

즉, 이런 리터럴 값은 코드에서 바로 보이고 바뀌지 않는 상수 같은 값입니다.


마. 예제 2

fn main() {
let a = 5; // 5는 리터럴
let b = a + 3; // 3도 리터럴, b는 변수

println!("b = {}", b); // 출력: b = 8
}
  • 여기서 5와 3은 literal 또는 literal value (미리 정해진 값)로 바뀔 수 없는데,
  • a와 b는 변수로 나중에 바뀔 수 있습니다. 그러나, Rust에서는 mut가 없으면 불변이 기본임

바. 요약

Rust에서 10, “hello”, true 같은 값들은 literal로서
코드에 직접 써 넣은, 미리 정의된 값들입니다.

2. 리터럴과 값(value)

가. Literal (리터럴)

“소스 코드에 직접 쓰인 값”
즉, 고정된 형태의 값을 코드에 명시한 것입니다.

42       // 정수 리터럴
3.14 // 부동소수점 리터럴
"hello" // 문자열 리터럴
true // 불리언 리터럴
'b' // 문자 리터럴

리터럴은 컴파일 타임에 결정되며 변하지 않습니다.


나. Value (값)

프로그램이 실행될 때 메모리에 존재하는 데이터입니다.
리터럴, 변수, 연산 결과 등 다양한 방식으로 생성될 수 있습니다.

let x = 5;            // 리터럴 5를 변수 x에 저장 → value는 5
let y = x + 2; // 연산 결과 7도 value
let s = String::from("hi"); // value는 "hi"라는 힙에 저장된 문자열

value는 runtime의 개념이며, 리터럴은 value를 만들기 위한 한 방법입니다.


다. 비교표

항목LiteralValue
정의코드에 직접 적힌 고정 값실행 중 사용되는 데이터
예시“hello”, 3.14, true변수에 저장된 값, 함수의 반환값 등
생성 시점컴파일 타임런타임
변경 가능성불변변경 가능 (가변 변수에 저장된 경우)
위치코드에 직접 작성됨메모리에 존재

라. 관계 요약

  • 리터럴은 value를 만드는 수단 중 하나입니다.
  • 모든 리터럴은 value지만, 모든 value가 리터럴은 아닙니다.

예:

let a = 1 + 2;  
// 1과 2는 리터럴 → 3은 value (리터럴이지만 연산 결과이기도 함)

let b = a * 2;
// b의 값 6은 value지만 literal은 아님 (런타임 연산 결과)

3. literal과 const, static

구분의미특징
literal코드에 직접 써 넣은 값미리 정의된 값. 변수나 상수에 저장 가능
const컴파일 시점 상수항상 값이 고정, 함수 밖/안 모두 사용 가능, 메모리 없음
static정적 변수 (전역 상수)프로그램 전체에서 공유, 고정 메모리 공간 사용

가. 예제

const CONST_VALUE: i32 = 10;
static STATIC_VALUE: i32 = 20;

fn main() {
let literal = 5; // 5는 literal

println!("literal: {}", literal);
println!("const: {}", CONST_VALUE);
println!("static: {}", STATIC_VALUE);
}

나. 설명

  1. 5는리터럴(literal)
    → 그냥 코드에 직접 쓴 고정된 값
  2. CONST_VALUE는 const
    → 컴파일 시간에 값이 확정됨. 메모리에 저장되지 않음.
    → const는 let처럼 지역적으로도 가능하지만 항상 값이 바뀌지 않음
  3. STATIC_VALUE는 static
    → 프로그램이 끝날 때까지 살아있는 고정 메모리 주소에 저장됨
    → 전역 변수처럼 사용 가능
    → 다만static mut은 unsafe하게 써야 함

다. 비교표

항목값이 고정됨변경 가능성메모리 위치사용 시기
literal스택 또는 인라인코드 내 직접
const없음 (값 인라인)컴파일 시
static❌ (기본)전역 메모리런타임 전체 기간

라. static mut의 대체 수단

static mut COUNTER: i32 = 0;

fn main() {
unsafe {
COUNTER += 1;
println!("counter: {}", COUNTER);
}
}
  • static mut은 동시성 문제 때문에 unsafe로 접근해야 함

Rust의const와 static은 값이 컴파일 타임에 반드시 결정되어야 하는데,

다음처럼 런타임 정보나 복잡한 로직으로 초기화해야 하는 경우에는 문제가 생깁니다:

static MY_STRING: String = String::from("hello"); // ❌ 에러!

🚫String은 컴파일 타임에 생성할 수 없기 때문에 static으로 직접 초기화 불가능

이럴 때 쓰는 게 바로 아래 세 가지입니다:

(1) const fn

  • const fn은 컴파일 타임에 실행 가능한 함수를 정의합니다.
  • const 상수나 const 표현식에서 사용할 수 있음
const fn square(x: i32) -> i32 {
x * x
}

const RESULT: i32 = square(4); // ✅ OK!

📌 단점: const fn은 제한이 많아서, String, Vec, 파일읽기 등은 못 씀


(2) lazy_static (deprecated 경향 있음)

  • 복잡한 값도 런타임 최초 1회 초기화 후 전역처럼 사용 가능
  • macro_use가 필요하고, 내부적으로 unsafe와 Mutex를 씀
#[macro_use]
extern crate lazy_static;

use std::collections::HashMap;

lazy_static! {
static ref CONFIG: HashMap<&'static str, i32> = {
let mut m = HashMap::new();
m.insert("threshold", 10);
m
};
}

fn main() {
println!("threshold = {}", CONFIG["threshold"]);
}

✅ 장점: 복잡한 초기화 가능
⚠️ 단점: 오래된 방식이고 macro 기반, 무거움


(3) once_cell (추천)

  • 최신 Rust 커뮤니티에서는 lazy_static 대신 once_cell을 많이 씁니다.
  • 런타임 최초 1회 초기화, macro 없이, 더 가볍고 안전
use once_cell::sync::Lazy;
use std::collections::HashMap;

static CONFIG: Lazy<HashMap<&'static str, i32>> = Lazy::new(|| {
let mut m = HashMap::new();
m.insert("threshold", 10);
m
});

fn main() {
println!("threshold = {}", CONFIG["threshold"]);
}

✅ 장점: lazy_static보다 깔끔하고 안전
🔒 sync::Lazy: 여러 스레드에서 안전하게 사용 가능
🧵 unsync::Lazy: 단일 스레드용으로 더 빠름


(4) const, static 등 비교표

방식초기화 시점복잡한 타입 가능스레드 안전성비고
const컴파일 타임❌ (기본 타입만)N/A빠르고 간단
static컴파일 타임❌ (기본 타입만)가능전역 메모리 사용
const fn컴파일 타임제한적가능복잡한 초기화 불가능
lazy_static런타임 (1회만)무겁고 오래된 방식
once_cell런타임 (1회만)✅ or ❌최신 방식, 매크로 없이 가능

(5) 요약

  • 간단한 상수는 const
  • 전역 정적 값은 static
  • 복잡한 초기화가 필요한 전역 값은 once_cell::Lazy 추천

Rust의 상수와 복합 타입 (Compound Types)

Scalar Types에 대해서는 아래 글에서 살펴봤는데, 이번에는 상수와 복합 타입(Compound Types) 튜플과 배열을 살펴보겠습니다. 상수는 변하지 않는 값이며, 튜플은 다양한 타입의 값을 하나의 그룹으로 묶은 것이고, 배열은 동일한 타입의 값을 고정된 크기로 저장합니다.


🔷 상수 (Constants)

상수는 프로그램 전체에서 변하지 않는 값을 나타냅니다.

const MAX_POINTS: u32 = 100_000;

fn main() {
    println!("최대 점수: {}", MAX_POINTS);
}
  • 변수는 let 키워드를 사용하는데, 상수는 const 키워드를 사용하며 함수 외부/내부 모두 선언 가능
  • 타입을 반드시 명시해야 하며(추론 적용되지 않음), 대문자+언더스코어로 표기하는 것이 관례입니다.
  • 위 코드 중 100_000에서 _는 천 단위 구분 기호인 ,를 대체하는 기호입니다.
  • const는 컴파일 타임에 값이 결정됨

참고: let로 선언한 변수는 mut로 변경 가능하지만, const는 절대 변경되지 않습니다.

fn main() {
    const MAX_POINTS: u32 = 100_000;
    MAX_POINTS += 10; // 상수는 변경할 수 없음, 이 줄은 오류를 발생시킴
    println!("최대 점수: {}", MAX_POINTS);
}

MAX_POINTS를 변경하려고 하면 값을 할당할 수 없다는 에러가 발생합니다.


🔷 튜플 (Tuples)

튜플은 다양한 타입의 값을 하나의 그룹으로 묶습니다.

fn main() {
    let person: (&str, u32) = ("Alice", 30);
    let (name, age) = person;

    println!("이름: {}, 나이: {}", name, age);
    println!("튜플 직접 접근: {}", person.0);
}
  • 괄호 안에 콤마로 구분되는 값들의 목록을 작성하여 튜플을 만듭니다.
  • 고정된 길이와 순서를 가지며, 서로 다른 타입 허용
    위 예에서는 &str, 다시 말해 스트링 슬라이스와 u32 정수 타입이 섞여 있습니다.
    타입을 입력하지 않으면 추론되는데, 정수는 i32가 기본 타입이므로 i32로 추론됩니다.
  • . 문법으로 인덱스로 튜플의 요소에 접근 가능
    위 예에서 person.0은 첫번째 값인 이름을 가리키고, .1을 하면 나이를 가리키게 됩니다.

튜플의 구조해체(destructuring)

튜플의 속성인 그룹을 해체하여 각각의 값을 개별 변수에 할당하는 것을 말합니다.

위 예에서 let (name, age) = person; 란 구문을 사용했는데,
person이란 튜플의 첫번째 요소는 name에, 두번째 요소는 age 변수에 할당하는 것입니다.
다시 말해 튜플은 구조해체 또는 .인덱스를 이용해 요소에 접근할 수 있습니다.


🔷 배열 (Arrays)

배열은 동일한 타입의 값고정된 크기로 저장합니다.

fn main() {
    let scores: [i32; 3] = [90, 85, 78];

    println!("첫 번째 점수: {}", scores[0]);

    for score in scores.iter() {
        println!("점수: {}", score);
    }
}
  • 대괄호 안에 값들을 콤마로 구분하여 나열해서 배열을 만듭니다.
  • [i32; 3]와 같이 타입 뒤에 ;(:이 아님)을 붙이고 숫자를 쓰면, i32 타입 3개의 배열 의미
  • let scores = [30; 10]; 이라고 입력하면 scores 배열에 정수 30을 10개 입력한 것이 됩니다.
  • scores[0]처럼 대괄호안에 인덱스를 입력하여 배열의 요소에 접근 가능
  • for와 .iter()를 이용해서 반복 가능

배열(Array)과 벡터(vector)

배열이 유용할 때는 항상 고정된 크기의 요소를 갖는데 비해서 벡터 타입은 유사 집합체로 표준 라이브러리에서 제공되며 크기를 확장 또는 축소가 가능합니다. 배열이나 벡터 중에 뭘 선택해야 할지 확실하지 않은 상황이라면 벡터를 사용하라고 합니다.

유효하지 않은 배열 요소에 대한 접근

아래에서 a배열의 가장 큰 인덱스가 4인데, 10으로 지정하고 cargo run을 하면

fn main() {
    let a = [1, 2, 3, 4, 5];

    let element = a[10];

    println!("The value of element is: {}", element);
}

아래와 같이 길이가 5인데, 인덱스가 10이라는 경계를 벗어난 인덱스 에러가 발행합니다.


🧠 요약

항목설명
const변경 불가능한 상수, 타입 명시 필수
튜플다양한 타입을 그룹화, 순서 중요
배열동일한 타입, 고정된 크기, 인덱스로 접근