스위프트에서 컬렉션(collection)이 비어 있는지 확인하는 방법이 두 가지가 있다. 컬렉션의 count 값이 0 이거나 isEmpty 프로퍼티를 사용한다. 이 둘의 차이점이 있는지 알아보자.
isEmpty
Swift standard library에서 isEmpty가 어떻게 구현되어 있는지 보면 아래와 같다. isEmpty는 count == 0 으로 확인하지 않고 startIndex 와 endIndex 값이 같은지 확인한다. 이는 Collection 프로토콜의 기본 구현으로, Set과 같은 특별한 경우를 제외하고는 대부분의 컬렉션 타입들이 이 구현을 상속받아 사용한다.
extension Collection {
/// A Boolean value indicating whether the collection is empty.
///
/// When you need to check whether your collection is empty, use the
/// `isEmpty` property instead of checking that the `count` property is
/// equal to zero. For collections that don't conform to
/// `RandomAccessCollection`, accessing the `count` property iterates
/// through the elements of the collection.
///
/// let horseName = "Silver"
/// if horseName.isEmpty {
/// print("My horse has no name.")
/// } else {
/// print("Hi ho, \(horseName)!")
/// }
/// // Prints "Hi ho, Silver!")
///
/// - Complexity: O(1)
@inlinable
public var isEmpty: Bool {
return startIndex == endIndex
}
}count == 0
반면에 count 구현하는 부분을 보면 startIndex에서 endIndex까지 거리를 계산한다. Array나 Dictionary와 같은 기본 컬렉션 타입들은 내부적으로 요소의 개수를 추적하고 있어 O(1)의 시간 복잡도를 가지지만, 모든 컬렉션 타입이 그런 것은 아니다.
extension Collection {
/// The number of elements in the collection.
///
/// To check whether a collection is empty, use its `isEmpty` property
/// instead of comparing `count` to zero. Unless the collection guarantees
/// random-access performance, calculating `count` can be an O(*n*)
/// operation.
///
/// - Complexity: O(1) if the collection conforms to
/// `RandomAccessCollection`; otherwise, O(*n*), where *n* is the length
/// of the collection.
@inlinable
public var count: Int {
return distance(from: startIndex, to: endIndex)
}
/// Returns the distance between two indices.
///
/// Unless the collection conforms to the `BidirectionalCollection` protocol,
/// `start` must be less than or equal to `end`.
///
/// - Parameters:
/// - start: A valid index of the collection.
/// - end: Another valid index of the collection. If `end` is equal to
/// `start`, the result is zero.
/// - Returns: The distance between `start` and `end`. The result can be
/// negative only if the collection conforms to the
/// `BidirectionalCollection` protocol.
///
/// - Complexity: O(1) if the collection conforms to
/// `RandomAccessCollection`; otherwise, O(*k*), where *k* is the
/// resulting distance.
@inlinable
public func distance(from start: Index, to end: Index) -> Int {
_precondition(start <= end,
"Only BidirectionalCollections can have end come before start")
var start = start
var count = 0
while start != end {
count = count + 1
formIndex(after: &start)
}
return count
}
}여기서 더 자세히 보면 아래와 같이 설명되어 있다.
O(1) if the collection conforms to RandomAccessCollection; otherwise, O(n), where n is the length of the collection.
즉 RandomAccessCollection을 채택하고 있다면 시간 복잡도가 O(1)이 되고, 그렇지 않다면 컬렉션의 길이 n 만큼 시간이 걸린다. 예를 들어, Array와 Dictionary는 RandomAccessCollection을 채택하고 있어 O(1)의 시간 복잡도를 가지지만, Set은 이를 채택하고 있지 않다. 그래서 Set의 isEmpty 구현을 보면 다음과 같이 count 값을 확인하는 방식을 사용한다:
extension Set: Collection {
/// A Boolean value that indicates whether the set is empty.
@inlinable
public var isEmpty: Bool {
return count == 0
}
}Strings
컬렉션 중에서도 문자열을 다룰 때에도 isEmpty 혹은 count를 사용하는 경우가 많다. 스위프트 문자열은 복잡한 문자 모음으로, 여러 기호가 결합이 되어 하나의 문자로 표시될 수 있다. Swift의 String은 내부적으로 Unicode scalar values를 사용하며, 필요할 때 UTF-8로 인코딩된다. 이로 인해 보여지는 하나의 문자가 사실 여러 값을 포함하고 있을 수 있다. 그래서 문자열의 정확한 문자 수를 알려면 실제로 시작 인덱스와 끝 인덱스 사이의 정확한 거리를 계산하기 위해 모든 유니코드 스칼라 값들을 반복(O(n) 연산)해야 한다.
extension String: BidirectionalCollection {
/// The number of characters in a string.
///
/// To check whether a string is empty,
/// use its `isEmpty` property instead of comparing `count` to zero.
///
/// - Complexity: O(n), where n is the length of the string.
@inline(__always)
public var count: Int {
return distance(from: startIndex, to: endIndex)
}
}이 두 인덱스 프로퍼티에 접근하는 데 실제 계산이 필요하지 않기 때문에 Collection 프로토콜의 기본 구현인 isEmpty는 count를 사용하는 대신 startIndex와 endIndex 프로퍼티가 동일한지 여부를 확인한다.
실제로 성능 차이를 보여주는 간단한 예제를 살펴보면:
let largeString = String(repeating: "a", count: 1000000)
// O(1) 연산 - 즉시 결과 반환
let isEmptyCheck = largeString.isEmpty
// O(n) 연산 - 전체 문자열을 순회해야 함
let countCheck = largeString.count == 0마무리
컬렉션이 비어 있는지 여부를 확인할 때는 count 보다 빠르고 가독성이 좋은 isEmpty를 사용하도록 하는 것이 더 좋다. 만약 특정 개수를 확인하고 싶다면 그때는 count를 쓰는 것이 좋다. 특히 String이나 커스텀 컬렉션을 다룰 때는 이 차이가 성능에 큰 영향을 미칠 수 있다는 점을 기억하자.
참고