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use 키워드로 경로를 스코프 안으로 가져오기

함수 호출을 위해서 경로를 작성하는 것은 불편하고 반복적인 느낌을 줄 수 있습니다. 예제 7-7에서는 절대 경로를 사용하건 상대 경로를 사용하건, add_to_waitlist 호출할 때마다 front_of_house, hosting 모듈을 매번 지정해줘야 했죠. 다행히도 이 과정을 단축할 방법이 있습니다: use 키워드를 한번 사용하여 어떤 경로의 단축경로 (shortcut) 를 만들 수 있고, 그러면 스코프 안쪽 어디서라도 짧은 이름을 사용할 수 있습니다.

예제 7-11은 crate::front_of_house::hosting 모듈을 eat_at_restaurant 함수가 존재하는 스코프로 가져와, eat_at_restaurant 함수 내에서 add_to_waitlist 함수를 hosting::add_to_waitlist 경로만으로 호출하는 예제입니다.

파일명: src/lib.rs

mod front_of_house {
    pub mod hosting {
        pub fn add_to_waitlist() {}
    }
}

use crate::front_of_house::hosting;

pub fn eat_at_restaurant() {
    hosting::add_to_waitlist();
}

예제 7-11: use 키워드로 모듈을 스코프 안으로 가져오기

스코프에 use 키워드와 경로를 작성하는 건 파일 시스템에서 심볼릭 링크 (symbolic link) 를 생성하는 것과 유사합니다. 크레이트 루트에 use crate::front_of_house::hosting를 작성하면 해당 스코프에서 hosting 모듈을 크레이트 루트에 정의한 것처럼 사용할 수 있습니다. use 키워드로 가져온 경우도 다른 경로와 마찬가지로 비공개 규칙이 적용됩니다.

use가 사용된 특정한 스코프에서만 단축경로가 만들어진다는 점을 주의하세요. 예제 7-12에서는 eat_at_restaurant 함수를 새로운 자식 모듈 customer로 옮겼는데, 이러면 use 구문과 다른 스코프가 되므로, 이 함수는 컴파일 되지 않습니다:

파일명: src/lib.rs

mod front_of_house {
    pub mod hosting {
        pub fn add_to_waitlist() {}
    }
}

use crate::front_of_house::hosting;

mod customer {
    pub fn eat_at_restaurant() {
        hosting::add_to_waitlist();
    }
}

예제 7-12: use 구문은 사용된 스코프 내에서만 적용됩니다

컴파일러는 customer 모듈 내에 더 이상 단축경로가 적용되지 않음을 알려줍니다:

$ cargo build
   Compiling restaurant v0.1.0 (file:///projects/restaurant)
warning: unused import: `crate::front_of_house::hosting`
 --> src/lib.rs:7:5
  |
7 | use crate::front_of_house::hosting;
  |     ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
  |
  = note: `#[warn(unused_imports)]` on by default

error[E0433]: failed to resolve: use of undeclared crate or module `hosting`
  --> src/lib.rs:11:9
   |
11 |         hosting::add_to_waitlist();
   |         ^^^^^^^ use of undeclared crate or module `hosting`

For more information about this error, try `rustc --explain E0433`.
warning: `restaurant` (lib) generated 1 warning
error: could not compile `restaurant` due to previous error; 1 warning emitted

use가 해당 스코프 안에서 더 이상 사용되지 않는다는 경고도 있음을 주목하세요! 이 문제를 해결하려면 use도 customer 모듈 안쪽으로 옮기거나, customer 모듈 내에서 super::hosting를 써서 부모 모듈로의 단축경로를 참조하면 됩니다.

보편적인 use 경로 작성법

예제 7-11에서 add_to_waitlist 함수까지 경로를 전부 작성하지 않고, use crate::front_of_house::hosting 까지만 작성한 뒤 hosting::add_to_waitlist 코드로 함수를 호출하는 점이 의아하실 수도 있습니다. 예제 7-13처럼 작성하면 안 되는 걸까요?

파일명: src/lib.rs

mod front_of_house {
    pub mod hosting {
        pub fn add_to_waitlist() {}
    }
}

use crate::front_of_house::hosting::add_to_waitlist;

pub fn eat_at_restaurant() {
    add_to_waitlist();
}

예제 7-13: use 키워드로 add_to_waitlist 함수를 직접 가져오기 (보편적이지 않은 작성 방식)

예제 7-11과 7-13의 동작은 동일하지만, 예제 7-11 코드가 use 키워드로 스코프에 함수를 가져올 때의 관용적인 코드입니다. 함수의 부모 모듈을 use 키워드로 가져오면 함수를 호출할 때 부모 모듈을 특정해야 합니다. 함수 호출 시 부모 모듈을 특정하면 전체 경로를 반복하는 것을 최소화하면서도 함수가 로컬에 정의되어 있지 않음을 명백히 보여주게 됩니다. 예제 7-13의 코드는 add_to_waitlist가 어디에 정의되어 있는지 불분명합니다.

한편, use 키워드로 구조체나 열거형 등의 타 아이템을 가져올 시에는 전체 경로를 작성하는 것이 보편적입니다. 예제 7-14는 HashMap 표준 라이브러리 구조체를 바이너리 크레이트의 스코프로 가져오는 관용적인 코드 예시입니다.

파일명: src/main.rs

use std::collections::HashMap;

fn main() {
    let mut map = HashMap::new();
    map.insert(1, 2);
}

예제 7-14: 보편적인 방식으로 HashMap을 스코프로 가져오기

이러한 관용이 탄생하게 된 명확한 이유는 없습니다. 어쩌다 보니 관습이 생겼고, 사람들이 이 방식대로 러스트 코드를 읽고 쓰는 데에 익숙해졌을 뿐입니다.

하지만, 동일한 이름의 아이템을 여럿 가져오는 경우는 이 방식을 사용하지 않습니다. 러스트가 허용하지 않기 때문이죠. 예제 7-15는 각각 다른 모듈 내에 위치하지만 이름이 같은 두 개의 Result 타입을 스코프로 가져와 사용하는 예시입니다.

파일명: src/lib.rs

#![allow(unused)]
fn main() {
use std::fmt;
use std::io;

fn function1() -> fmt::Result {
    // --생략--
    Ok(())
}

fn function2() -> io::Result<()> {
    // --생략--
    Ok(())
}
}

예제 7-15: 이름이 같은 두 개의 타입을 동일한 스코프에 가져오려면 부모 모듈을 반드시 명시해야 합니다.

보시다시피 부모 모듈을 명시하여 두 개의 Result 타입을 구별하고 있습니다. 만약 use std::fmt::Result, use std::io::Result로 작성한다면, 동일한 스코프 내에 두 개의 Result 타입이 존재하므로 러스트는 우리가 어떤 Result 타입을 사용했는지 알 수 없습니다.

as 키워드로 새로운 이름 제공하기

use 키워드로 동일한 이름의 타입을 스코프로 여러 개 가져올 경우의 또 다른 해결 방법이 있습니다. 경로 뒤에 as 키워드를 작성하고, 새로운 이름이나 타입 별칭을 작성하면 됩니다. 예제 7-16은 as 키워드를 이용해 예제 7-15 코드의 Result 타입 이름 중 하나를 변경한 예제입니다.

파일명: src/lib.rs

use std::fmt::Result;
use std::io::Result as IoResult;

fn function1() -> Result {
    // --생략--
    Ok(())
}

fn function2() -> IoResult<()> {
    // --생략--
    Ok(())
}

예제 7-16: 스코프 안으로 가져온 타입의 이름을 as 키워드로 변경하기

두 번째 use 구문에서는, 앞서 스코프 안으로 가져온 std::fmt의 Result와 충돌을 방지하기 위해 std::io::Result 타입의 이름을 IoResult로 새롭게 지정합니다. 예제 7-15, 예제 7-16은 둘 다 관용적인 방식이므로, 원하는 방식을 선택하시면 됩니다!

pub use로 다시 내보내기

use 키워드로 이름을 가져올 경우, 해당 이름은 새 위치의 스코프에서 비공개가 됩니다. pub과 use를 결합하면 우리 코드를 호출하는 코드가 해당 스코프에 정의된 것처럼 해당 이름을 참조할 수 있습니다. 이 기법은 아이템을 스코프로 가져오는 동시에 다른 곳에서 아이템을 가져갈 수 있도록 만들기 때문에, 다시 내보내기 (re-exporting) 라고 합니다.

예제 7-17은 예제 7-11 코드의 use를 pub use로 변경한 예제입니다.

파일명: src/lib.rs

mod front_of_house {
    pub mod hosting {
        pub fn add_to_waitlist() {}
    }
}

pub use crate::front_of_house::hosting;

pub fn eat_at_restaurant() {
    hosting::add_to_waitlist();
}

예제 7-17: 다른 스코프의 코드에서 사용할 수 있도록 pub use 사용

위와 같이 변경하기 전이라면 외부 코드에서는 add_to_waitlist 함수를 호출하기 위해 restaurant::front_of_house::hosting::add_to_waitlist()라는 경로를 사용해야 할 것입니다. 위의 pub use가 루트 모듈로부터 hosting 모듈을 다시 내보냈으므로, 이제 외부 코드는 restaurant::hosting::add_to_waitlist() 경로를 대신 사용할 수 있습니다.

다시 내보내기 기법은 작성한 코드의 구조 내부와, 그 코드를 사용할 프로그래머들이 예상할법한 해당 분야의 구조가 서로 다를 때 유용합니다. 레스토랑 비유 예제를 예로 들어보죠. 레스토랑을 운영하는 직원들의 머릿속에서는 ‘접객 부서’와 ‘지원 부서’가 나뉘어 있습니다. 하지만 레스토랑을 방문하는 고객들은 레스토랑의 부서를 그런 용어로 나누어 생각하지 않겠죠. pub use를 사용하면 코드를 작성할 때의 구조와, 노출할 때의 구조를 다르게 만들 수 있습니다. 라이브러리를 제작하는 프로그래머와, 라이브러리를 사용하는 프로그래머 모두를 위한 라이브러리를 구성하는 데 큰 도움이 되죠. pub use에 대한 또 다른 예제, 그리고 이것이 여러분의 크레이트 문서에 어떤 영향을 주는지에 대해서는 14장의 ‘pub use를 사용하여 편리한 공개 API 내보내기’절에서 살펴보겠습니다.

외부 패키지 사용하기

2장에서는 난수 생성을 위해 rand라는 외부 패키지를 사용하는 추리 게임 프로젝트를 만들었습니다. rand 패키지를 프로젝트에서 사용하기 위해서 Cargo.toml에 다음 줄을 추가했었죠:

파일명: Cargo.toml

rand = "0.8.5"

Cargo.toml에 rand를 의존성으로 추가하면 카고가 crates.io에서 rand 패키지를 비롯한 모든 의존성을 다운로드하고 프로젝트에서 rand 패키지를 사용할 수 있게 됩니다.

그 후, 구현하고 있는 패키지의 스코프로 rand 정의를 가져오기 위해 use 키워드와 크레이트 이름인 rand를 쓰고 가져올 아이템을 나열했습니다. 2장 ‘임의의 숫자 생성하기’ 절을 다시 떠올려 보죠. Rng 트레이트를 스코프로 가져오고 rand::thread_rng 함수를 호출했었습니다.

use std::io;
use rand::Rng;

fn main() {
    println!("Guess the number!");

    let secret_number = rand::thread_rng().gen_range(1..=100);

    println!("The secret number is: {secret_number}");

    println!("Please input your guess.");

    let mut guess = String::new();

    io::stdin()
        .read_line(&mut guess)
        .expect("Failed to read line");

    println!("You guessed: {guess}");
}

러스트 커뮤니티 구성원들이 crates.io에서 이용 가능한 다양한 패키지를 만들어왔고, 이들 모두 같은 단계를 거쳐서 여러분 패키지에 가져올 수 있습니다: 패키지의 Cargo.toml 파일에 추가하고, use 키워드를 사용해 스코프로 가져오면 됩니다.

알아 두어야 할 것이 있다면 std 표준 라이브러리도 마찬가지로 외부 크레이트라는 겁니다. 러스트 언어에 포함되어 있기 때문에 Cargo.toml 에 추가할 필요는 없지만, 표준 라이브러리에서 우리가 만든 패키지의 스코프로 가져오려면 use 문을 작성해야 합니다. 예를 들어, HashMap을 가져오는 코드는 다음과 같습니다.

#![allow(unused)]
fn main() {
use std::collections::HashMap;
}

위는 표준 라이브러리 크레이트의 이름인 std 로 시작하는 절대 경로입니다.

중첩 경로를 사용하여 대량의 use 나열을 정리하기

동일한 크레이트나 동일한 모듈 내에 정의된 아이템을 여럿 사용할 경우, 각 아이템 당 한 줄씩 코드를 나열하면 수직 방향으로 너무 많은 영역을 차지합니다. 예시를 살펴봅시다. 추리 게임의 예제 2-4에서 작성했던 다음 두 use 문은 std 내 아이템을 스코프로 가져옵니다.

파일명: src/main.rs

use rand::Rng;
// --생략--
use std::cmp::Ordering;
use std::io;
// --생략--

fn main() {
    println!("Guess the number!");

    let secret_number = rand::thread_rng().gen_range(1..=100);

    println!("The secret number is: {secret_number}");

    println!("Please input your guess.");

    let mut guess = String::new();

    io::stdin()
        .read_line(&mut guess)
        .expect("Failed to read line");

    println!("You guessed: {guess}");

    match guess.cmp(&secret_number) {
        Ordering::Less => println!("Too small!"),
        Ordering::Greater => println!("Too big!"),
        Ordering::Equal => println!("You win!"),
    }
}

그대신 중첩 경로를 사용하여 동일한 아이템을 한 줄로 가져올 수 있습니다. 경로의 공통된 부분을 작성하고 콜론 두 개를 붙인 다음, 중괄호 내에 경로가 다른 부분을 나열합니다. 예시는 예제 7-18과 같습니다.

파일명: src/main.rs

use rand::Rng;
// --생략--
use std::{cmp::Ordering, io};
// --생략--

fn main() {
    println!("Guess the number!");

    let secret_number = rand::thread_rng().gen_range(1..=100);

    println!("The secret number is: {secret_number}");

    println!("Please input your guess.");

    let mut guess = String::new();

    io::stdin()
        .read_line(&mut guess)
        .expect("Failed to read line");

    let guess: u32 = guess.trim().parse().expect("Please type a number!");

    println!("You guessed: {guess}");

    match guess.cmp(&secret_number) {
        Ordering::Less => println!("Too small!"),
        Ordering::Greater => println!("Too big!"),
        Ordering::Equal => println!("You win!"),
    }
}

예제 7-18: 중첩 경로를 사용해, 경로의 앞부분이 같은 여러 아이템을 스코프로 가져오기

규모가 큰 프로그램이라면, 동일한 크레이트나 모듈에서 여러 아이템을 가져올 때 중첩 경로를 사용함으로써 많은 use 구문을 줄일 수 있습니다!

중첩 경로는 경로의 아무 단계에서 사용할 수 있으며, 하위 경로가 동일한 use 구문이 많을 때 특히 빛을 발합니다. 다음 예제 7-19는 두 use 구문의 예시입니다. 하나는 std::io를 스코프로 가져오고, 다른 하나는 std::io::Write를 스코프로 가져옵니다.

파일명: src/lib.rs

use std::io;
use std::io::Write;

예제 7-19: 하위 경로가 같은 두 use 구문

두 경로에서 중복되는 부분은 std::io입니다. 또한 std::io는 첫 번째 경로 그 자체이기도 합니다. 중첩 경로에 self를 작성하면 두 경로를 하나의 use 구문으로 합칠 수 있습니다.

파일명: src/lib.rs

use std::io::{self, Write};

예제 7-20: 예제 7-19의 두 경로를 use 구문 하나로 합치기

이 한 줄로 std::io, std::io::Write 둘 다 스코프로 가져올 수 있습니다.

글롭 연산자

경로에 글롭 (glob) 연산자 *를 붙이면 경로 안에 정의된 모든 공개 아이템을 가져올 수 있습니다.

#![allow(unused)]
fn main() {
use std::collections::*;
}

이 use 구문은 std::collections 내에 정의된 모든 공개 아이템을 현재 스코프로 가져옵니다. 하지만 글롭 연산자는 코드에 사용된 어떤 이름이 어느 곳에 정의되어 있는지 파악하기 어렵게 만들 수 있으므로, 사용에 주의해야 합니다.

글롭 연산자는 테스트할 모든 아이템을 tests 모듈로 가져오는 용도로 자주 사용됩니다. (11장 ‘테스트 작성 방법’에서 다룰 예정입니다.) 또한 프렐루드 패턴의 일부로 사용되기도 하며, 자세한 내용은 표준 라이브러리 문서를 참고 바랍니다.