타입 ③ struct·enum·match — 데이터를 품는 enum

Rust 학습 로드맵의 ③ 타입 단계입니다. 앞 글: ② 소유권·빌림·수명

Rust의 타입 시스템은 C++보다 강력하고, 특히 enum이 차원이 다릅니다. 이 장에서 배우는 enum + 패턴 매칭이 다음 단계인 에러 처리(⑤)의 Option/Result를 떠받칩니다.

struct와 impl — 데이터와 동작 분리

Go와 마찬가지로 Rust에도 클래스가 없습니다. 데이터는 struct, 동작은 impl 블록에 모읍니다.

struct Rect { width: f64, height: f64 }

impl Rect {
    fn new(w: f64, h: f64) -> Self { Rect { width: w, height: h } }  // 연관 함수
    fn area(&self) -> f64 { self.width * self.height }               // 메서드 (&self)
}

let r = Rect::new(3.0, 4.0);   // 연관 함수는 :: 로
println!("{}", r.area());      // 메서드는 . 으로

&self는 ②의 빌림입니다 — 메서드가 인스턴스를 불변으로 빌리는 것(&self), 가변으로(&mut self), 소유권을 가져가는 것(self)이 시그니처에 드러납니다. 리시버 종류가 곧 “이 메서드가 인스턴스에 뭘 하는가”를 말해 줍니다.

enum — 데이터를 품는 합 타입

C++ enum은 “이름 붙은 정수”입니다. Rust enum은 각 variant가 서로 다른 데이터를 품을 수 있는 대수적 타입(sum type)입니다. 이게 결정적 차이입니다.

enum Shape {
    Circle(f64),              // 반지름 하나
    Rect { w: f64, h: f64 },  // 이름 있는 필드
    Point,                    // 데이터 없음
}

let s = Shape::Rect { w: 3.0, h: 4.0 };

“원이거나, 사각형이거나, 점”이라는 상태를 타입 하나로 표현합니다. C++이라면 태그 붙은 union이나 상속 계층으로 풀던 걸, Rust는 enum 하나로 안전하게 합니다. 표준 라이브러리의 Option<T>(값이 있거나 없거나)와 Result<T, E>(성공이거나 실패거나)가 바로 이 enum으로 만들어졌습니다.

match — 완전성을 강제하는 패턴 매칭

enum을 다룰 땐 match로 모든 variant를 분해합니다. 핵심은 완전성 검사(exhaustiveness) — 한 경우라도 안 다루면 컴파일 에러입니다.

fn area(s: &Shape) -> f64 {
    match s {
        Shape::Circle(r) => 3.14 * r * r,       // 품은 데이터를 바로 꺼냄
        Shape::Rect { w, h } => w * h,
        Shape::Point => 0.0,
        // 하나라도 빠지면: error[E0004]: non-exhaustive patterns
    }
}

C++ switch는 case를 빠뜨려도 조용히 통과하지만, Rust match는 빠진 경우를 컴파일러가 거절합니다. enum에 variant를 새로 추가하면, 그걸 처리하지 않은 모든 match가 에러로 뜨면서 “여기도 고쳐라”라고 알려줍니다. 리팩터링 안전성이 여기서 나옵니다.

경우가 하나만 궁금하면 match 대신 if let:

if let Shape::Circle(r) = s {   // Circle일 때만
    println!("반지름 {}", r);
}

패턴은 가드(if), 바인딩, while let, 함수 인자 분해까지 Rust 전반에 깔립니다.

C++ 전환으로 정리

C++	Rust	핵심 차이
class + 멤버 함수	struct + impl	데이터와 동작 분리
T / T& / const T& 인자	self / &mut self / &self	리시버가 소유·빌림을 표현
enum (정수)	enum (합 타입)	variant가 데이터를 품음
태그 union / 상속으로 상태 표현	enum + match	상태를 타입 하나로, 안전하게
switch (누락 허용)	match (완전성 강제)	빠진 경우를 컴파일러가 거절

자주 막히는 지점

• enum을 “이름 붙은 정수”로만 봄 — Rust enum의 핵심은 데이터를 품는 것. Option/Result가 왜 enum인지 이해하면 감이 옵니다.
• match에 _ 남발 — 귀찮다고 _ => {}로 나머지를 뭉개면, 나중에 variant를 추가해도 컴파일러가 경고를 안 해 줍니다. 완전성 검사의 이점을 스스로 버리는 셈. 정말 관심 없는 경우만 _로.
• if let이 맞는데 match를 씀 — 한 경우만 볼 거면 if let이 짧고 관용적.

통과 기준

• 데이터를 품는 enum을 정의하고, match로 모든 variant를 분해해 처리할 수 있다.
• match의 완전성 검사가 왜 리팩터링을 안전하게 하는지 설명할 수 있다.
• if let과 match를 상황에 맞게 고를 수 있다.

다음은 ④ 컬렉션·String vs &str입니다. Vec·HashMap과, Rust 입문자를 가장 헷갈리게 하는 String/&str 구분으로 ②의 소유권이 다시 몸에 붙는 단계입니다.

Reference

• The Rust Book Ch.5–6 — struct·enum·match의 정본.
• rustlings — structs / enums
• Rust by Example — Enums