10. String 과 &str 깊게 — UTF-8·인덱싱

이 강의에서 배우는 것

• 1String 과 &str 의 메모리 표현 차이를 설명한다
• 2String 을 만들고 push_str·push·+ 로 연장한다
• 3UTF-8 가변 길이 때문에 정수 인덱싱이 막힌 이유를 안다
• 4.chars() / .bytes() / .char_indices() 의 차이를 안다
• 5format! 매크로로 문자열을 조합한다

소개

다른 언어에서 `s[0]` 으로 첫 글자를 가져오는 게 익숙하다면, Rust 는 처음에 답답하게 느껴질 수 있습니다 — 그게 안 됩니다. 이유는 단순합니다: UTF-8 은 한 글자가 1~4바이트 가변 길이라, 정수 인덱스가 "바이트" 인지 "글자" 인지 본질적으로 모호합니다. Rust 는 그 모호함을 회피하기 위해 의도적으로 인덱싱을 막아두고 .chars() 같은 명시적 도구를 줍니다.

핵심 개념

1) String 의 메모리 표현

String 은 내부적으로 `Vec<u8>` 입니다 — 힙에 사는 가변 크기 바이트 벡터. UTF-8 으로 인코딩된 바이트열이 들어있고, 메서드를 통해서만 안전하게 접근합니다.

2) &str 의 메모리 표현

(데이터 포인터, 바이트 길이) 의 fat pointer. 어디든 가리킬 수 있음 — String 의 일부, 'static 리터럴, 다른 사람의 메모리.

3) UTF-8 가변 길이

그래서 `s[0]` 은 "첫 바이트" 인지 "첫 글자" 인지 모호 → 컴파일 에러로 막아둠.

4) 순회 방법

• **.chars()** — 글자(char) 단위
• **.bytes()** — 바이트(u8) 단위
• **.char_indices()** — (바이트 인덱스, char) 쌍

핵심 예제

String 만들기·붙이기:

fn main() {
    let mut s = String::new();
    s.push_str("hello");
    s.push(' ');
    s.push_str("world");
    println!("{}", s); // hello world

    let a = String::from("안녕, ");
    let b = String::from("세상!");
    let c = a + &b;    // a 는 move, b 는 빌림
    println!("{}", c);
}

.chars() 로 글자 단위 처리:

fn main() {
    let s = "안녕 hi😀";
    println!("바이트 길이: {}", s.len());          // 13
    println!("글자 수: {}", s.chars().count());     // 6
    for c in s.chars() { print!("[{}]", c); }
    println!();
}

format! — 새 String 을 만드는 편리한 매크로:

fn main() {
    let name = "Rust";
    let n = 22;
    let msg = format!("{} 강의 {}편", name, n);
    println!("{}", msg);
}

자주 하는 실수

Q. s[0] 으로 첫 글자를 못 가져오나요?

A. 못 합니다. `.chars().next().unwrap()` 또는 `.chars().nth(0).unwrap()`. ASCII 만 다룬다고 확신하면 `.as_bytes()[0]` 으로 첫 바이트도 가능.

Q. + 로 두 String 을 더했더니 첫 변수가 사라졌어요

A. `+` 연산은 좌변의 소유권을 가져갑니다(move). 양쪽을 다 살리려면 `format!("{}{}", a, b)` 또는 `.clone()` 사용.

Q. 한글 문자열의 길이가 이상해요

A. `.len()` 은 **바이트 길이** 입니다. 글자 수는 `.chars().count()`. 한국어 처리에서 이걸 혼동하면 인덱스 panic 의 원인이 됩니다.

정리

• String 은 힙의 가변 Vec<u8>, &str 은 fat pointer 뷰
• UTF-8 가변 길이라 정수 인덱싱은 의도적으로 막힘
• .chars() / .bytes() / .char_indices() 로 명시적 순회
• format! 매크로가 String 조합의 idiomatic 방법

과제

1. 한글 한 문장을 받아 글자 수와 바이트 수를 비교해 출력
2. 역순 문자열을 만드는 fn reverse(s: &str) -> String 작성 (.chars().rev())
3. 공백으로 문자열을 분리해 단어별로 첫 글자만 대문자로 만드는 함수 작성