Perl에서 정적 상태 변수 쓰기

대부분의 경우 어떤 변수가 작은 영역, 예를 들어 함수 안이나 루프 안에서만 접근할 수 있기를 설정하게 됩니다. 이 변수들은 함수(또는 블록에 의해 만들어진 영역)에 진입할 때 생성되고, 그 영역에서 나올 때 소멸됩니다.

어떤 경우에는, 특히 코드에 별 신경쓰기 싫을 때는, 전역으로 스크립트 내의 어느 곳에서나 접근할 수 있고 스크립트가 종료될 때에야 소멸되는 변수를 쓰기도 합니다. 일반적으로 이런 전역 변수를 쓰는 것은 좋은 습관은 아닙니다.

또 어떤 경우에는 함수의 이번 호출과 다음 호출 사이에는 계속 살아있으면서도, 오직 그 함수에서만 접근가능한 변수를 쓰고 싶을 때가 있습니다. 호출과 호출 사이에는 값이 유지되었으면 합니다.

C 프로그래밍 언어에서는 변수를 정적(static) 변수로 지정할 수 있습니다. 이렇게 지정된 변수는 단 한 번만 초기화되고 함수가 종료되고 다음 번 호출될 때까지 계속 값을 유지하게 됩니다.

Perl에서는, 동일한 효과를 상태(state) 변수를 써서 얻을 수 있습니다. 이것은 펄 5.10에서부터 지원합니다만, Perl 5의 모든 버전에서 쓸 수 있는 다른 방법도 있습니다. 어떤 면에서는 더 효과적인 방법이지요.

예를 들어서 카운터를 만들어 봅시다:

상태 변수

use strict;
use warnings;
use 5.010;

sub count {
    state $counter = 0;
    $counter++;
    return $counter;
}

say count();
say count();
say count();

#say $counter;

이 예제에서, my를 써서 변수를 선언하는 대신에, state 키워드를 사용하였습니다.

$counter는 딱 한 번만 0으로 초기화되며, 그 시점은 처음으로 counter()가 호출되었을 때입니다. 다음 번 호출할 때는 state $counter = 0; 부분은 실행되지 않으며 $counter는 가장 최근에 이 함수가 종료되는 시점에 들어 있던 값이 그대로 들어 있게 됩니다.

따라서 출력은 다음과 같습니다:

1
2
3

만일 코드 마지막 줄에서 #를 제거한다면, 스크립트를 컴파일하는 시점에 Global symbol "$counter" requires explicit package name at ... line ...라는 에러가 발생할 것입니다. 이로써 $counter 변수를 함수 외부에서 접근하는 것은 불가능하다는 것을 알 수 있습니다.

state는 첫번째 호출 때 실행됨

이 기묘한 예제를 살펴봅시다:

use strict;
use warnings;
use 5.010;

sub count {
    state $counter = say "world";
    $counter++;
    return $counter;
}

say "hello";
say count();
say count();
say count();

다음과 같이 출력될 것입니다:

hello
world
2
3
4

이 출력을 통해서 state $counter = say "hi"; 행은 단 한 번만 실행되며, 실행되는 시점은 count()를 처음으로 호출할 때라는 것을 알 수 있습니다. (say 역시 5.10부터 쓸 수 있고 출력에 성공하면 1를 반환합니다.)

"전통적인" 방법으로 구현한 정적 변수

use strict;
use warnings;
use 5.010;

{
    my $counter = 0;
    sub count {
        $counter++;
        return $counter;
    }
}

say count();
say count();
say count();

이 코드는 state를 사용한 앞의 코드와 동일한 결과를 보여줍니다. 다른 점은 이 코드는 5.10보다 오래된 버전의 펄에서도 동작한다는 점입니다. (say 키워드 역시 5.10부터 지원되므로 이 키워드도 사용하지 말아야겠지만요)

이 스크립트가 동작할 수 있는 건 펄에서 함수 선언은 항상 전역으로 적용되기 때문입니다 - 따라서 count()는 블록 안에서 선언되었지만 스크립트 내부 어디서든 접근할 수 있습니다. 반면에 $counter 변수는 블록 안에서 선언되었기 때문에 블록 외부에서는 접근할 수 없습니다. 마지막으로 가장 중요한 점은, 이 변수는 count()가 끝나거나 블록 바깥의 코드를 실행하는 도중에도 소멸되지 않는다는 점입니다. 왜냐하면 현재 존재하고 있는 count() 함수가 여전히 그 변수를 참조하고 있기 때문입니다.

따라서 $count 변수는 사실상 정적 변수가 됩니다.

처음 할당되는 시점

use strict;
use warnings;
use 5.010;

say "hi";

{
    my $counter = say "world";
    sub count {
        $counter++;
        return $counter;
    }
}

say "hello";
say count();
say count();
say count();

hi
world
hello
2
3
4

이 코드의 결과를 보면 여기서도 변수를 선언하고 초기화하는 my $counter = say "world"; 구문은 단 한번만 실행되는 것을 알 수 있습니다. 그러나 이번에는 이 초기화가 count() 함수를 호출하는 것보다 먼저 이루어지는 것도 볼 수 있습니다. 마치 my $counter = say "world"; 구문이 블록 외부의 코드의 실행 흐름의 일부인 것처럼 말이죠.

정적 변수 공유

이러한 "전통적인" 또는 "직접 만든" 정적 변수에는 추가적인 특징이 있습니다. 이 변수가 count() 서브루틴에 속한 게 아니라 그 서브루틴을 둘러싼 블록에 속해 있기 때문에, 그 블록 안에서 두 개 이상의 함수를 만들어서 그 함수들이 이 정적 변수를 공유하게 할 수 있습니다.

예를 들어 reset_counter() 함수를 추가할 수 있겠습니다:

use strict;
use warnings;
use 5.010;

{
    my $counter = 0;
    sub count {
        $counter++;
        return $counter;
    }

    sub reset_counter {
        $counter = 0;
    }
}


say count();
say count();
say count();

reset_counter();

say count();
say count();

이제 두 함수가 $counter 변수에 접근할 수 있고, 여전히 블록 바깥에서는 접근할 수 없습니다.