Deep Copy(깊은 복사)와 Shallow Copy(얕은 복사)

이번 글에서는 Deep Copy와 Shallow Copy에 대해서 알아보도록 하자.

 

데이터

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우리가 프로그래밍 중 사용하는 데이터는 크게 두 가지 타입으로 분류할 수 있다.

1. Value Type
2. Reference Type

이 둘의 차이는 데이터를 메모리에 어떻게 저장하느냐에 따라 나뉘게 된다.

 

프로그램에서 사용하는 메모리 영역 중 힙(Heap)영역과 스택(Stack)영역이 있는데,

Value Type의 경우 값을 Stack영역에 저장하고, Reference Type의 경우 실제 데이터는 Stack에 저장한 뒤 해당 메모리의 주소값을 Stack영역에 저장하여 이를 통해 데이터를 불러오게 된다.

 

C언어를 배우신 분들은 포인터에 대해 아실테니 위와 같은 개념을 좀 더 잘 알고 계시리라고 생각한다.

 

Deep Copy?

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위에서 이야기한 내용을 미리 숙지하고 Deep Copy와 Shallow Copy에 대해서 알아보도록 하자.

우리가 a변수에 있는 데이터를 b변수에 대입하려고 하면 가장 쉬운 방법은 아래와 같이 하는것이다.

fun main() {
    var a = 10
    var b = a
    println("a: $a, b: $b")
}

이렇게 할 경우 a의 값이 그대로 b변수에 Copy되기 때문에 두 변수는 같은 값을 가지게된다.

 

그런데 이때 b변수의 값을 변경한다면 어떻게 될까?

fun main() {
    var a = 10
    var b = a
    
    b = 20
    println("a: $a, b: $b")
}

이 경우 b의 값만이 변경되고 a의 값은 변하지 않는다.

그 이유는 a변수는 Value Type의 변수이기 때문에 var b = a라는 코드가 실행되었을 때,

메모리 상에서 Stack영역에 있는 a의 값을 복사한 뒤 Stack에 b의 영역을 할당하여

그곳에 복사한 값을 넣어주는 작업이 이루어지기 때문이다.

 

이 작업을 Deep Copy라고 한다.

 

Shallow Copy?

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그러면 a가 Reference Type인 경우 어떻게 될까?

fun main() {
    var a = mutableListOf(0, 1, 2, 3, 4, 5)
    var b = a
    println("a: $a, b: $b")
}

위와 같이 이번에는 a변수에 0~5의 값을 가지는 리스트를 넣어보았다.

이 상황에서 b를 통해서 리스트의 값을 바꿔보도록 하자.

 

fun main() {
    var a = mutableListOf(0, 1, 2, 3, 4, 5)
    var b = a
    
    b[0] = 30
    println("a: $a, b: $b")
}

이번에는 위의 경우와는 달리 b에 접근해서 데이터를 변경했는데, a변수에 저장되어 있는 값까지 변경되었다.

이것은 a와 b는 Stack영역에서 각각 다른 메모리 영역을 가지고 있지만,

그 실제 값은 Heap영역에 있는 List의 메모리 주소이기 때문이다.

때문에 b변수에 접근해서 Heap에 잇는 List의 값을 변경하면 a는 그 값을 그대로 가져올 뿐이니 위와 같은 결과가 나오기 마련이다.

 

이 작업을 Shallow Copy라고 한다.

 

Class Instance로 확인

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이번에는 위와 다르게 User라는 클래스를 만들어서 사용해보도록 하자.

fun main() {
    var a = User("홍길동", 20)
    var b = a
    
    println("a: ${a.name} ${a.age}, b: ${b.name} ${b.age}")
}

class User(var name: String, var age: Int) {}

위와 같이 User클래스의 인스턴스를 만들어 a에 할당하고, b에 이를 Shallow Copy해보도록 하자.

 

fun main() {
    var a = User("홍길동", 20)
    var b = a
    
   	b.name = "고길동"
    println("a: ${a.name} ${a.age}, b: ${b.name} ${b.age}")
}

class User(var name: String, var age: Int) {}

그러면 위에서 확인했던 것 처럼 a변수에 접근해서 얻는 데이터도 변한 것을 알 수 있다.

이때 각 변수를 그대로 출력할 경우 아래와 같이 나오게 된다.

 

fun main() {
    var a = User("홍길동", 20)
    var b = a
    
   	b.name = "고길동"
    println("a: $a, b: $b")
}

class User(var name: String, var age: Int) {}

그러면 두 변수가 가지고있는 User인스턴스의 hashcode가 정확히 같은 값을 가지고 있는것을 확인해 볼 수 있다.

 

그러면 이번엔 a를 Deep Copy해서 b에 할당해보도록 하자.

fun main() {
    var a = User("홍길동", 20)
    var b = User(a.name, a.age)
    
    b.name = "고길동"
    println("a: $a ${a.name} ${a.age}, b: $b ${b.name} ${b.age}")
}

class User(var name: String, var age: Int) {}

그러면 이렇게 b변수에 접근해서 데이터를 변경해도 a변수에 저장된 데이터는 변하지 않는다.

또한 두 변수에 저장된 hashcode도 다르게 나오는 것을 볼 수 있다.