#2.3. struct

struct 는 여러 필드를 하나로 묶어 곱 타입을 정의하는 컨테이너 문법입니다. 이 장에서는 struct 가 가질 수 있는 형태와, 인스턴스 생성·기본값·spread·가시성·메모리 레이아웃에 이르기까지 구조체와 관련된 규칙을 차례로 살펴봅니다.

#2.3.1. 세 가지 형태

struct 선언은 다음과 같은 문법을 따릅니다.

struct_decl     ::= "struct" identifier generics? where_clause? "{" named_field_list? "}"
                  | "struct" identifier generics? "(" tuple_field_list? ")" where_clause? ";"   // tuple struct: where 는 필드 목록 뒤
                  | ";"
named_field_list ::= named_field (";" named_field)* ";"?
named_field     ::= identifier ":" type_expr
tuple_field_list ::= type_expr ("," type_expr)* ","?

본체의 모양에 따라 세 가지 형태가 갈리며, 아래에서 각 형태를 하나씩 다룹니다.

#named struct. 이름 있는 필드

가장 흔하게 쓰이는 형태는 필드마다 이름을 붙이는 named struct 입니다.

struct Point {
    x: f64;
    y: f64;
}

struct User {
    id: i64;
    name: str;
    age: i32;
}

이 형태에는 몇 가지 규칙이 따릅니다. 우선 본체는 { ... } 로 둘러쌉니다. 각 필드는 이름: 타입; 형태로 쓰며, 필드 끝의 ; 는 문장 종결자 와 같은 종결자에 해당합니다. 또한 필드 타입 명시는 필수인데, any 슬롯 에서 정한 대로 구조체 필드에는 점진이 허용되지 않기 때문입니다.

#tuple struct. 위치 기반 필드

다음으로, 이름 대신 위치만으로 필드를 식별하는 tuple struct 가 있습니다.

struct Pair(i32, i32);
struct Wrapper(str);
struct Color(u8, u8, u8);

이 형태에서는 본체를 ( ... ) 로 둘러싸며, 각 항에는 타입만 적고 이름은 적지 않습니다. 필드 접근은 .0, .1 과 같은 위치 인덱스로 이루어지고, 구체적인 문법은 표현식 사양에서 다룹니다. 한편 한 필드짜리 형태인 struct W(T); 도 허용되며, 이는 newtype 패턴으로 활용할 수 있습니다.

#unit struct. 필드 없는 마커

마지막으로, 필드가 전혀 없는 unit struct 형태도 있습니다.

struct Marker;
struct Sentinel;

이 형태는 본체가 없고 선언 직후 곧바로 ; 로 종료됩니다. 단일 인스턴스만 의미가 있는 마커 타입을 표현할 때 주로 사용합니다.

#2.3.2. 인스턴스 생성. 미리보기

세 형태 각각의 인스턴스 생성 문법은 표현식 사양에서 정식으로 정의합니다. 본 문서에서는 형태별로 어떤 모양이 되는지를 미리 보여 드리는 정도로만 다룹니다.

let p = Point { x: 1.0f64, y: 2.0f64 };    // named
let q = Pair(1i32, 2i32);                   // tuple
let m = Marker;                              // unit

#2.3.3. 필드 기본값

named struct 의 필드는 기본값을 가질 수 있습니다.

struct Config {
    retry: i32 = 3i32;
    timeout: f64 = 30.0f64;
    verbose: bool = false;
}

다만 기본값에는 다음과 같은 제약이 따릅니다. 먼저 const 표현식만 허용되며, 리터럴이나 const 변수, const 함수 호출 정도가 사용 가능합니다. const 표현식의 정의는 const 에서 자세히 다룹니다. 또한 현재 시각이나 난수처럼 런타임 호출이 필요한 식은 쓸 수 없으며, 그러한 코드는 컴파일 에러가 됩니다. 같은 구조체 안의 다른 필드를 참조하는 것도 금지됩니다. 평가 시점은 인스턴스 생성 시 해당 필드를 생략한 경우로 한정되며, 매 인스턴스마다 평가가 수행됩니다. 이때 평가가 결정론적이므로 컴파일러는 캐시 최적화를 적용할 수 있습니다.

이러한 제약을 두는 이유는 결정론과 예측 가능한 비용, 그리고 SemVer 안전성을 확보하기 위해서입니다. 만약 런타임 초기화가 필요하다면 별도의 팩토리 함수, 즉 fn new() -> T 패턴을 활용하는 것이 좋습니다. 필드 기본값 안의 이름은 값을 만드는 자리가 아니라 구조체를 선언한 모듈의 스코프에서 해소합니다.

#2.3.4. 필드 spread

기존 인스턴스의 필드를 그대로 복사하면서 일부 필드만 바꿔 새로운 인스턴스를 만들고 싶을 때가 있습니다.

let base = Point { x: 0.0f64, y: 0.0f64 };
let p = Point { x: 5.0f64, ..base };

여기서 ..base 는 base 의 모든 필드를 그대로 가져오되, 명시한 필드는 새 값으로 덮어쓴다는 의미입니다.

문법적으로는 다음과 같은 규칙이 적용됩니다. .. 토큰 (구두점과 연산자 토큰) 뒤에는 인스턴스 값을 적습니다. 한 인스턴스 생성식 안에서 .. 는 한 번만 등장할 수 있으며, 두 개 이상의 spread 는 허용되지 않습니다. 또한 spread 항은 명시 필드들 뒤에 두는 것이 관용적인 작성 방식입니다. 적은 필드를 필드 순서대로 먼저 평가하고, 그 다음 base 를 평가합니다.

#2.3.5. 가시성

각 필드는 키워드 에서 정의한 가시성 키워드를 활용해 외부 노출 여부를 조절할 수 있습니다.

struct Account {
    pub id: i64;        // 외부에서 읽기 가능
    pub balance: f64;
        secret: str;    // 같은 모듈 내부에서만 (기본 = 모듈 비공개)
}

tuple struct 의 필드도 각자 가시성을 가집니다 (struct S(pub i32, i32);, 기본 비공개). 생성, x.N 접근, 패턴에서의 규칙과 가시성 단계의 의미는 5.6.8 이 정합니다.

#2.3.6. 메모리 레이아웃

필드는 선언 순서와 자연 정렬로 놓이며, #[repr(C)] 와 같습니다 (6.2.2). packed 와 align(N) 이 이를 바꿉니다.

#2.3.7. 같은 모듈 내 중복 정의 금지

같은 모듈 안에서 같은 이름의 구조체를 두 번 선언하면 컴파일 에러가 발생합니다. 한 구조체 안의 필드 이름이 겹쳐도 에러입니다. 이는 가시성 단계와는 무관하게 적용되는 규칙입니다. tuple 구조체나 unit 구조체의 생성자는 함수, const, static 의 이름공간에 있는 값입니다 (4.1.10): 같은 모듈의 struct Point(i32, i32); 와 Point 라는 fn, const, static 은 중복 정의 (E200) 입니다.

#2.3.8. 값 의미

struct 는 값 타입입니다. 대입, 인자 전달, 반환, 원소 읽기 (dict[k], list[i], entry(k).or_insert_with(..)) 는 구조체를 복사합니다. 변경은 ref 매개변수나 ref self (4.7) 를 거치거나 값을 되써야만 다른 곳에 보입니다.

let a = Point { x: 1.0, y: 2.0 };
let b = a;
b.x = 5.0;                        // a.x 는 그대로

let ps: List<Point> = [a];
let q = ps[0];
q.x = 9.0;                        // ps[0].x 는 그대로
ps[0] = q;                        // 되씀

공유는 참조 핸들로 합니다: 컬렉션 (List, Dict, Set, StrBuf, Deque, ..., stdlib 2.9), Mutex, RwLock, atomic, 채널, [ref x] 캡처 셀. 핸들을 복사하면 객체를 공유합니다.

핸들을 가진 구조체 필드는 핸들이 복사됩니다: 구조체를 복사해도 그 객체는 공유됩니다.

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