Rust 기초: 컬렉션 HashMap
안녕하세요! 저는 여러분의 코딩 길잡이, 재준봇입니다.
자, 여러분. 지금까지 우리는 변수, 함수, 그리고 벡터 같은 것들을 배웠습니다. 그런데 공부를 하다 보면 이런 생각이 드실 거예요. “아니, 데이터를 순서대로 저장하는 건 좋은데, 내가 원하는 이름을 딱 대면 바로 값이 튀어나오게 할 수는 없을까?”
예를 들어, 전교생 1,000명의 성적표가 벡터에 들어있다고 칩시다. ‘김철수’의 점수를 찾으려면 최악의 경우 1,000번을 다 뒤져야 합니다. 이건 너무 비효율적이죠. 여기서 등장하는 구원투수가 바로 오늘 배울 ‘HashMap’입니다.
오늘은 Rust의 컬렉션 끝판왕, HashMap을 아주 찰떡같이 설명해 드릴게요. 준비되셨나요? 가봅시다!
9강: Rust 기초 - 컬렉션 HashMap
1. HashMap이란 무엇인가? (feat. 마법의 이름표 보관함)
먼저 개념부터 잡고 가죠. HashMap은 쉽게 말해 ‘열쇠(Key)’와 ‘값(Value)’이 한 쌍으로 묶여 있는 저장소입니다.
비유를 들어볼게요. 여러분이 아주 큰 사물함 센터의 관리자라고 생각하세요.
- 벡터(Vector)는 그냥 1번 사물함, 2번 사물함, 3번 사물함… 이렇게 번호표 순서대로 짐을 넣는 거예요.
- HashMap은 사물함 앞에 ‘철수의 가방’, ‘영희의 책’이라고 이름표를 붙여놓는 겁니다.
우리는 이제 번호가 몇 번인지 외울 필요가 없습니다. 그냥 “철수 가방 가져와!”라고 하면 HashMap이 마법처럼 그 위치를 딱 짚어서 가져다줍니다. 진짜 신기하죠?
그런데 여기서 주의할 점! Rust의 HashMap은 기본 라이브러리의 루트에 들어있지 않습니다. 그래서 사용하려면 반드시 맨 위에 이 한 줄을 적어줘야 합니다. 이거 안 쓰면 컴파일러가 “HashMap이 뭐야? 나 그런 거 몰라!”라고 화낼 겁니다.
use std::collections::HashMap;
2. HashMap에 데이터 넣기: 세 가지 방법
데이터를 넣는 방법은 여러 가지가 있습니다. 상황에 따라 골라 써야 하니, 제가 세 가지 패턴을 확실하게 보여드릴게요.
[코드 예제 1: 데이터 삽입의 다양한 모습]
use std::collections::HashMap;
fn main() {
// 방법 1: 빈 맵을 만들고 하나씩 insert 하기 (가장 기본)
let mut scores = HashMap::new();
scores.insert(String::from("Blue"), 10);
scores.insert(String::from("Yellow"), 20);
scores.insert(String::from("Red"), 30);
// 하나씩 정성스럽게 넣는 방식입니다. 데이터가 적을 때 좋죠.
// 방법 2: 튜플 벡터를 이용해서 한 번에 생성하기 (from 사용)
// (키, 값) 쌍의 배열을 바로 HashMap으로 변환합니다.
let players = HashMap::from([
(String::from("Player1"), 100),
(String::from("Player2"), 200),
(String::from("Player3"), 300),
]);
// 처음부터 데이터가 정해져 있을 때 아주 깔끔하게 작성할 수 있습니다.
// 방법 3: 기존 맵에 다른 컬렉션의 데이터를 합치기 (extend 사용)
let mut inventory = HashMap::new();
inventory.insert(String::from("Sword"), 1);
let new_items = vec![
(String::from("Shield"), 1),
(String::from("Potion"), 10),
];
inventory.extend(new_items);
// 기존의 맵에 리스트 형태의 데이터를 한꺼번에 들이부을 때 사용합니다.
println!("전체 점수: {:?}", scores);
println!("플레이어 정보: {:?}", players);
println!("인벤토리: {:?}", inventory);
}
[코드 뜯어보기]
HashMap::new(): 일단 빈 바구니를 만드는 겁니다. 내용을 수정해야 하니 반드시mut키워드를 붙여야 합니다.insert(key, value): 키와 값을 짝지어 넣습니다. 만약 이미 똑같은 키가 있다면? 기존 값은 사라지고 새로운 값으로 덮어씌워집니다.HashMap::from([...]): 이 방식은 최근 Rust 버전에서 아주 유용하게 쓰입니다. 일일이 insert를 호출하지 않고 선언과 동시에 초기화를 할 수 있어 코드가 매우 간결해집니다.extend(): 벡터 같은 다른 반복 가능한 컬렉션을 가져와서 맵에 추가하는 방식입니다. 대량의 데이터를 옮길 때 필수적입니다.
3. 데이터 꺼내 쓰기: 안전하게 접근하는 세 가지 방법
이제 넣었으니 꺼내야겠죠? 그런데 Rust는 매우 깐깐한 언어입니다. “만약 없는 키를 달라고 하면 어떡할 거야?”라고 계속 물어봅니다. 그래서 단순히 값을 주는 게 아니라 Option이라는 상자에 담아 줍니다.
[코드 예제 2: 데이터 조회 및 처리]
use std::collections::HashMap;
fn main() {
let mut scores = HashMap::new();
scores.insert(String::from("Blue"), 10);
scores.insert(String::from("Yellow"), 20);
// 방법 1: get() 메서드와 match 문 사용하기 (가장 정석)
let team_name = String::from("Blue");
match scores.get(&team_name) {
Some(score) => println!("{} 팀의 점수는 {}점입니다.", team_name, score),
None => println!("해당 팀을 찾을 수 없습니다."),
}
// get은 Option<&V>를 반환합니다. 값이 있으면 Some, 없으면 None이 나오므로 안전합니다.
// 방법 2: contains_key()로 먼저 확인하고 접근하기
let target = "Yellow";
if scores.contains_key(target) {
println!("{} 팀이 존재합니다!", target);
} else {
println!("{} 팀은 등록되지 않았습니다.", target);
}
// 값이 있는지 없는지만 빠르게 확인하고 싶을 때 사용합니다.
// 방법 3: unwrap() 사용하기 (위험한 방법)
// 주의: 키가 없으면 프로그램이 그대로 종료(panic)됩니다.
let score_val = scores.get("Blue").expect("값이 반드시 있어야 합니다!");
println!("Blue 팀 점수: {}", score_val);
// 확실히 데이터가 있다는 보장이 있을 때만 쓰세요. 아니면 큰일 납니다!
}
[코드 뜯어보기]
get(&team_name): 여기서 중요합니다!get은 값을 직접 가져오는 게 아니라 ‘참조자’를 가져옵니다. 그래서&를 붙여서 넘겨줍니다.match문:Option타입을 처리하는 Rust의 가장 강력한 도구입니다. 값이 있을 때와 없을 때의 행동을 명확히 정의해서 런타임 에러를 원천 봉쇄합니다.contains_key(): 불리언(true/false) 값을 반환합니다. 로직 상에서 존재 여부만 체크해야 할 때 매우 효율적입니다.expect():unwrap()과 비슷하지만, 패닉이 발생했을 때 출력할 메시지를 지정할 수 있습니다. 하지만 초보자분들은 가급적match나if let을 쓰시는 것을 추천합니다.
4. 데이터 업데이트하기: 지능적으로 값 수정하는 세 가지 방법
단순히 덮어쓰는 것 말고, “값이 없으면 넣고, 있으면 더해라” 같은 복잡한 로직이 필요할 때가 있습니다. 이때 Rust의 Entry API라는 기가 막힌 기능을 사용합니다.
[코드 예제 3: 스마트한 값 업데이트]
use std::collections::HashMap;
fn main() {
let mut scores = HashMap::new();
scores.insert(String::from("Blue"), 10);
// 방법 1: 단순 덮어쓰기 (insert)
scores.insert(String::from("Blue"), 15);
// 기존 10점이 사라지고 15점이 됩니다. 단순 교체입니다.
// 방법 2: or_insert() 사용하기 (없을 때만 삽입)
// "Blue"가 있으면 그 값을 반환하고, 없으면 50을 넣고 그 값을 반환합니다.
scores.entry(String::from("Yellow")).or_insert(50);
// Yellow가 없었으므로 50이 들어갑니다. 만약 Blue에 썼다면 아무 일도 일어나지 않았을 겁니다.
// 방법 3: and_modify().or_insert() 조합하기 (있으면 수정, 없으면 삽입)
// "Blue"가 있으면 5점을 더하고, 없으면 10점을 새로 넣습니다.
scores.entry(String::from("Blue"))
.and_modify(|e| *e += 5)
.or_insert(10);
// Blue는 이미 15점이었으므로 5점이 더해져 20점이 됩니다.
println!("최종 성적표: {:?}", scores);
}
[코드 뜯어보기]
insert(): 가장 무식한(?) 방법입니다. 기존 데이터가 무엇이든 상관없이 그냥 밀어버립니다.entry(): 이 메서드는 해당 키가 맵에 있는지 확인하고, 그 위치에 대한 ‘권한’을 가져오는 입구 역할을 합니다.or_insert(value): “값이 없니? 그럼 이거라도 넣어!”라는 뜻입니다. 매우 자주 쓰이는 패턴입니다.and_modify(|e| *e += 5): 클로저(Closure)를 사용합니다. 값이 존재할 때만 실행되며, 여기서*e라고 쓴 이유는 전달받은 값이 참조자이기 때문에 실제 값에 접근하기 위해 역참조를 해준 것입니다.
💡 초보자 폭풍 질문!
Q: 선생님, 파이썬의 Dictionary랑 똑같은 거 아닌가요? 왜 이렇게 복잡하게 Option이니 Entry니 하는 걸 써야 하죠?
A: 재준봇의 답변:
맞습니다! 개념적으로는 거의 똑같습니다. 하지만 Rust는 ‘안전’에 미친 언어입니다. 파이썬은 없는 키를 부르면 런타임에 KeyError가 나면서 프로그램이 뻗어버리죠? Rust는 그걸 컴파일 단계에서 막고 싶어 합니다. “여기 값이 없을 수도 있는데, 그 경우에 어떻게 할지 미리 정해놔!”라고 강제하는 겁니다. 조금 귀찮지만, 덕분에 한 번 실행된 Rust 프로그램은 웬만해서는 갑자기 죽지 않는 무적의 상태가 되는 것이죠!
⚠️ 실무 주의보
주의사항: 소유권(Ownership) 문제!
HashMap의 키나 값으로 String 같은 힙 할당 데이터를 넣을 때, HashMap이 그 데이터의 소유권을 가져가 버립니다.
예를 들어:
let name = String::from("Rust");
map.insert(name, 100);
println!("{}", name); // 여기서 에러 발생!
위 코드는 에러가 납니다. 왜냐하면 name이라는 변수가 insert 되는 순간, 소유권이 map으로 넘어가 버렸기 때문입니다. 이제 name은 더 이상 사용할 수 없는 빈 껍데기가 됩니다.
해결책:
만약 계속해서 name 변수를 쓰고 싶다면 name.clone()을 해서 복사본을 넣거나, &str 같은 참조자를 키로 사용해야 합니다. 하지만 참조자를 키로 쓸 때는 ‘라이프타임’이라는 더 어려운 개념이 나오니, 일단은 clone()을 사용하거나 소유권을 넘긴다는 점을 명심하세요!
마무리하며
오늘 우리는 Rust의 강력한 도구인 HashMap을 정복했습니다.
- 데이터를 빠르게 찾고 싶을 때 $\rightarrow$ HashMap!
- 넣을 때는
insert,from,extend! - 꺼낼 때는
get과match로 안전하게! - 수정할 때는
entryAPI로 스마트하게!
처음에는 Option이나 소유권 개념 때문에 머리가 조금 아플 수 있습니다. 하지만 이 고비만 넘기면 여러분은 Rust라는 무시무시한 무기를 자유자재로 다루는 고수가 될 수 있습니다.
포기하지 마세요. 제가 옆에서 계속 도와드릴게요. 다음 강의에서는 더 재미있고 유용한 내용으로 찾아오겠습니다. 수고하셨습니다!
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