Swift로 앱을 만들다 보면 for item in array 같은 반복문을 하루에도 수십 번 씁니다. 워낙 자연스럽게 쓰다 보니, 커스텀 타입을 for-in으로 돌리려다 컴파일 에러를 만나고 나서야 궁금해지곤 하죠. “이 반복문, 대체 안에서 무슨 일이 벌어지는 거지?”
결론부터 말씀드리면, Swift의 for-in 반복은 Sequence와 IteratorProtocol이라는 두 프로토콜의 합작품입니다. Sequence는 “나는 반복 가능해”라고 선언하는 쪽이고, IteratorProtocol은 “다음 값 하나를 꺼내줄게”라며 실제로 값을 뽑아내는 쪽이에요.
이 글에서는 두 프로토콜의 역할이 어떻게 나뉘는지, for-in이 내부에서 어떻게 풀리는지, 직접 커스텀 시퀀스를 만드는 방법까지 정리해 보겠습니다. 이터레이터 패턴이 어렵게 느껴졌던 분이라면 끝까지 읽어보세요.
Sequence와 IteratorProtocol, 뭐가 다른가요?
가장 헷갈리는 지점부터 짚고 갈게요. 둘 다 반복이랑 관련 있는데 역할이 분명히 다릅니다.
IteratorProtocol은 딱 하나의 요구사항만 있어요. mutating func next() -> Element?입니다. 호출할 때마다 다음 요소를 하나씩 돌려주고, 더 이상 줄 게 없으면 nil을 반환합니다.
즉 이터레이터는 “상태를 들고 다니는 커서”예요. 지금 어디까지 읽었는지 기억하고 있다가 next()가 불릴 때마다 한 칸씩 전진합니다.
Sequence는 조금 더 높은 층위입니다. makeIterator() 메서드로 이터레이터를 만들어 넘겨주는 역할이에요. “나를 반복하고 싶으면 이 이터레이터를 써”라고 알려주는 셈입니다.
정리하면 이렇습니다.
- IteratorProtocol: 값을 하나씩 꺼내는 커서. next()가 핵심.
- Sequence: 그 커서를 만들어주는 공장. makeIterator()가 핵심.
배열, 딕셔너리, Set, 문자열, Range… Swift 표준 라이브러리의 반복 가능한 타입은 전부 Sequence를 따릅니다.
for-in은 내부에서 어떻게 풀릴까?
여기가 이 글의 핵심입니다. 우리가 무심코 쓰는 for-in은 사실 문법 설탕(syntactic sugar)이에요.
아래 코드는 우리가 평소 쓰는 반복문입니다.
for number in [1, 2, 3] {
print(number)
}컴파일러는 이 코드를 대략 아래 형태로 바꿔서 처리합니다. makeIterator()로 이터레이터를 만들고, next()가 nil을 줄 때까지 while 루프를 도는 거죠.
var iterator = [1, 2, 3].makeIterator()
while let number = iterator.next() {
print(number) // 1, 2, 3 순서로 출력
}for-in은 마법이 아닙니다. 결국 makeIterator()와 next() 두 개의 조합일 뿐이에요.
이 구조를 알고 나면 왜 Sequence만 채택한 타입이 for-in에 바로 들어가는지 자연스럽게 이해됩니다. for-in에 필요한 건 makeIterator() 하나뿐이거든요.
커스텀 시퀀스는 어떻게 만드나요?
직접 만들어보면 확실히 감이 옵니다. 피보나치 수열을 무한히 만들어내는 시퀀스를 예로 들어볼게요.
작은 타입 하나에서 Sequence와 IteratorProtocol을 동시에 채택하는 게 가장 간단합니다. 이렇게 하면 makeIterator()의 기본 구현이 자기 자신을 복사해서 돌려줍니다.
struct Fibonacci: Sequence, IteratorProtocol {
var current = 0
var nextValue = 1
mutating func next() -> Int? {
defer { (current, nextValue) = (nextValue, current + nextValue) }
return current
}
}next()가 하는 일은 단순합니다. 지금 값을 돌려주기 직전에 defer로 다음 상태를 미리 계산해 두는 거예요.
이제 이 타입은 for-in에 그대로 들어갑니다. 무한 수열이니 반복 횟수는 직접 제한해야겠죠.
for n in Fibonacci().prefix(8) {
print(n) // 0 1 1 2 3 5 8 13
}
prefix, map, filter 같은 메서드를 공짜로 쓸 수 있다는 점도 중요합니다. Sequence를 채택하는 순간 이런 표준 연산이 프로토콜 익스텐션으로 딸려 오거든요. 직접 구현할 필요가 없어요.
자주 나오는 궁금증 Q&A
Q. Sequence만 채택하면 되나요, IteratorProtocol도 꼭 필요한가요? A. for-in을 돌리려면 결국 이터레이터가 있어야 합니다. 다만 위 예시처럼 한 타입이 둘 다 채택하면 makeIterator()를 따로 안 짜도 됩니다. 반복 상태와 컬렉션을 분리하고 싶으면 이터레이터를 별도 struct로 빼면 됩니다.
Q. 한 번 for-in을 돌린 시퀀스를 또 돌리면 어떻게 되나요? A. 배열 같은 값 타입은 매번 새 이터레이터를 만들어서 여러 번 안전하게 돌릴 수 있습니다. 반면 네트워크 스트림처럼 소비되면 사라지는 시퀀스는 한 번만 돌 수 있으니 주의해야 합니다.
Q. Collection이랑은 뭐가 다른가요? A. Collection은 Sequence를 상속한 상위 개념입니다. 인덱스로 여러 번 접근하고, count를 세고, 순서를 보장하는 등 더 많은 걸 요구합니다. 단순히 값을 한 방향으로 훑기만 하면 Sequence로 충분합니다.
for-in 한 줄 뒤에 Sequence와 IteratorProtocol이라는 깔끔한 역할 분담이 숨어 있었던 셈입니다. 커서 역할의 이터레이터, 공장 역할의 시퀀스. 이 둘을 구분하는 순간 커스텀 반복 타입 만들기가 훨씬 편해집니다.
다음에 for-in을 쓸 때 “지금 next()가 불리고 있구나” 하고 한 번쯤 떠올려 보세요. 피보나치 시퀀스부터 직접 만들어 보길 권합니다.