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Rust 건드려보기

04-26-2020

뭐 걍.. 컴퓨터 공부를 좀 더 깊이 하려면 역시 저수준 언어를 해봐야겠다 싶기도 하고 wasm 도 좀 만져보고 싶어서 이것저것 건드려보는 중이다. 책도 보고 있긴 한데, 코드를 일단 짜봐야 감이 오는 것이 있으니 일단 최근에 만들었던 bpm tapper의 코어 로직 부분을 Rust 로 옮겨보았다.

원래 타입스크립트 코드는 이랬다. bpm 관련 동작/계산을 담당하는 간단한 Tapper 클래스를 만들었고, tap(),reset() 메소드, 계산된 bpm을 얻는 bpm() getter로 이루어져있다.

export class Tapper {
  private static instance: Tapper
  private cue: number[] = []

  /**
   * ## `Tapper.new()`
   * Tapper 인스턴스를 생성한다.
   */
  public static new() {
    if (!Tapper.instance) {
      Tapper.instance = new Tapper()
    }
    return Tapper.instance
  }

  /**
   * ## `tap()`
   * `bpm` 계산을 위해 현재 시간의 `timestamp``this.cue``push` 한다.
   * 바로 전 tap과의 시간차가 2초를 초과하면 `this.reset`을 호출한다.
   */
  tap() {
    let cur = Date.now()
    let last = this.cue[this.cue.length - 1]
    if (cur - last > 2000) {
      this.reset()
    }
    this.cue.push(cur)
  }

  /**
   * ## `reset()`
   * `bpm`을 리셋하기 위해 `this.cue`를 비운다.
   */
  reset() {
    this.cue = []
  }

  /**
   * ## `bpm`
   * 계산된 `bpm`을 액세스하기 위한 `getter`.
   * `tap`수를 첫 `tap`과 마지막 `tap` 사이의 시간으로 나눈 값 * 1분을 소숫점 첫째자리까지 계산한 `bpm`을 반환한다.
   * `this.cue``length`가 2보다 작으면 0을 반환한다.
   */
  get bpm() {
    if (this.cue.length < 2) return 0

    let beatCount = this.cue.length - 1
    let first = this.cue[0]
    let last = this.cue[this.cue.length - 1]
    let averageBpm = (60000 * beatCount) / (last - first)

    return Math.round(averageBpm * 10) / 10
  }
}

그럼 한 부분씩 Rust로 옮겨보자.

Tapper struct 선언하기

일단, Rust엔 class 가 없다. 비슷한 느낌의 struct 가 있는데, 사용하는 방식이 좀 다르다. 처음 선언하는 방법은 interface 같은 느낌으로, struct가 가진 프로퍼티의 타입을 지정해준다. 일단 해보면 아래와 같다.

struct Tapper {
    cue: Vec<i64>
}

Vec은 Vector의 줄임으로, 대충 JS/TS의 Array라고 생각하면 된다. type 지정은 TS랑 형태는 같으나, type이 훨씬 세분화 되어있다. 위의 i64는 64비트 signed int(-를 포함하는 정수)다. i64로 선언한 것은 아래 나오겠지만 cue에 들어갈 타임스탬프의 타입이 i64이기 때문이다. 이제 메소드들을 추가해보자.

메소드 추가하기

new()

메소드를 struct 구문 내에 바로 추가할 수 없고, impl 키워드를 사용해서 struct 에 속한 함수들의 목록을 따로 만드는 느낌이다. 역시 코드로 보는 편이 빠르겠다. 일단 Tapper 인스턴스를 만드는 new() 메소드를 추가해보면 아래와 같다.

impl Tapper {
    fn new() -> Tapper {
        Tapper { cue: vec![] }
    }
}

위와 같이 struct 앞에 impl(implement의 줄임이겠다) 키워드를 사용하고 코드 블록 안에 함수를 추가하면 된다.

다른 얘기지만 rust 는 키워드들이 참 취향인데, 함수 선언 키워드는 간지나게도 fn 이다. function도 아니고 func 도 아니고 fun 도 아니고 fn!

함수 선언은 여러 괄호/중괄호형 언어들과 비슷하다.

fn 함수명() -> 리턴 타입 {
    이것저것
}

tap()

나머지 메소드들도 추가해보자. 다음은 tap()인데, JS처럼 대충 Date.now()를 할 순 없고, 외부 라이브러리를 이용해야 한다. 유닉스 타임스탬프를 얻으려면 어떻게 해야 되나 알아보니 chrono라는 Crate(외부 라이브러리라고 생각하면 된다)가 있었고, Utc::now().timestamp()로 가져올 수 있었다.

use chrono::Utc;

impl Tapper {
    ...
    fn tap(&mut self) {
        let ms = Utc::now().timestamp();
        self.cue.push(ms);
    }
}

일단 리턴값이 없으므로 -> ...이 없다. 파라미터로 들어오는 &mut self는 제대로 설명하자면 좀 길어질 것 같고(Rust엔 가비지컬렉터가 없고 직접 메모리 관리를 해줘야 하는데 그래서 오너십이라는 게 있고 등등), 간략히 설명하자면,

  1. 일단 struct의 메소드는 기본적으로 self라는 파라미터를 받게 되어있다(new()는 예외). JS의 this와 비슷하지만 위와 같이 명시적으로 써주어야 한다.
  2. 그렇게 self를 받는데, 앞의 &self의 소유권을 잠깐 빌려온다는 뜻이다. 함수가 실행되고 나면 소유권은 사라진다.. 고 설명하면 이해가 쉽지 않은데 아무튼 그렇다.
  3. &mut 라고 해준 것은 요 함수가 self.cue를 변경하기(mutate) 때문인데, 이후 get_bpm() 차례에 같이 설명하는 것이 좋을 것 같다.

reset()

요건 뭐 간단하게,

impl Tapper {
    ...
    fn reset(&mut self) {
        self.cue = vec![]
    }
}

요렇게 하면 된다. 위의 vec!매크로라고 하는 것인데… 아무튼 빈 vector를 생성하는 기능이라고 생각하면 된다. 역시 self.cue를 변경하므로 &mut self를 받도록 했다.

get_bpm()

마지막으로 bpm을 구하는 get_bpm() 이다. 소숫점 둘째 자리까지 구해보았고, 그래서 리턴타입은 f32(32비트 float)으로 했다. self를 액세스는 해야 하지만 self.cue 내부 값을 기반으로 계산만 하면 되므로, &self 만 받으면 된다.

fn get_bpm(&self) -> f32 {
    let cue = &self.cue;
    let bpm = if cue.len() < 2 {
        0 as f32
    } else {
        let beats = (cue.len() - 1) as f32;
        let duration = cue[0] - cue[cue.len() - 1];

        60_000 as f32 * beats / duration as f32
    };
    let two_decimal_bpm = (bpm * 100.0).round() / 100.0;

    two_decimal_bpm
}

계산 로직은 뭐 거기서 거기고, 문법적으로 JS/TS와 좀 다른 부분들이 보인다.

  1. if 조건에 괄호를 쓰지 않는다.
  2. if/elsebpm 변수에 바인딩 할 수 있다.
  3. return 키워드가 없다.

1은 뭐 swift도 그렇고 최신 유행(…)인 것 같다. 2는 Rust의 if/else는 statement가 아니고 expression이기 때문인데(statement 처럼 쓸 수도 있지만), 이런저런 함수형 언어들의 영향이 좀 느껴진다. 3도 마찬가지. 코드블록의 마지막줄의 expression이 리턴값이 된다.

더 알아보기

일단 여기까지 해봤다. 일단 키워드 형태가 제일 맘에 들고(…) 앞으로도 좀 더 공부해 볼 생각. 일단 rustlingsexercism의 Rust 트랙을 풀어보는 중.

(끝)


©2021 Sehyun Chung