입문자를 위한 스칼라 기초 강좌

스칼라란 무엇이고 어디에 쓰는가

스칼라(Scala)는 객체 지향과 함수형 프로그래밍을 결합한 정적 타입 언어입니다. EPFL의 Martin Odersky가 만들었으며 주로 자바 가상 머신(JVM)에서 실행되고, 브라우저용 Scala.js와 네이티브 바이너리용 Scala Native도 있습니다. 스칼라 코드는 모든 자바 라이브러리를 사용할 수 있습니다.

스칼라는 데이터 엔지니어링(Apache Spark가 스칼라로 작성됨), 동시성·분산 백엔드(Akka, Pekko, ZIO, Cats Effect), 금융과 스트리밍 시스템에 널리 쓰입니다. 이 강좌는 들여쓰기 기반 블록을 허용하는 스칼라 3 문법을 사용하며, 중괄호도 그대로 동작합니다.

스칼라 설치와 Hello, world 실행

권장 설치 도구는 Coursier(cs setup)이며, scala 명령과 JDK를 함께 설치해 줍니다. 스칼라 3에서는 @main 애너테이션을 붙인 메서드가 프로그램의 진입점입니다.

// hello.scala
@main def hello(): Unit =
  println("Hello, world!")

scala run hello.scala
# Hello, world!

규모가 큰 프로젝트에서는 sbt와 Mill이 흔히 쓰는 빌드 도구입니다. Scastie(scastie.scala-lang.org)에서는 아무것도 설치하지 않고 브라우저에서 스칼라를 실행할 수 있습니다.

값, 변수, 기본 타입

불변 값에는 val, 변경 가능한 변수에는 var를 사용합니다. 타입은 추론되지만 콜론 뒤에 직접 쓸 수도 있습니다. 스칼라다운 코드는 거의 모든 곳에서 val을 씁니다.

val name = "Scala"            // String
var count: Int = 1            // mutable
count += 1
val ratio = 3.0 / 4           // Double: 0.75
val big = 12345678901L        // Long
val ok = count > 1            // Boolean
println(s"$name: count=$count ratio=$ratio ok=$ok")
// Scala: count=2 ratio=0.75 ok=true
println(f"pi is ${math.Pi}%.3f")   // pi is 3.142

스칼라에서는 모든 것이 식입니다. if, 블록, match가 모두 값을 반환하므로 임시 var가 필요한 경우가 거의 없습니다.

제어 흐름과 패턴 매칭

if는 값을 반환합니다. for는 범위와 컬렉션을 순회하며, yield와 함께 쓰면 새 컬렉션을 만듭니다. match는 스칼라의 강력한 패턴 매칭으로, 이 언어의 대표 기능입니다.

val n = 7
val parity = if n % 2 == 0 then "even" else "odd"
println(parity)                        // odd
for i <- 1 to 3 do print(s"$i ")       // 1 2 3
println()
val squares = for i <- 1 to 4 yield i * i
println(squares)                       // Vector(1, 4, 9, 16)
def describe(x: Any): String = x match
  case 0             => "zero"
  case i: Int if i < 0 => "negative int"
  case i: Int        => s"int $i"
  case s: String     => s"string of length ${s.length}"
  case (a, b)        => s"pair $a and $b"
  case _             => "something else"
println(describe(-5))                  // negative int
println(describe("hey"))               // string of length 3
println(describe((1, "x")))            // pair 1 and x

1 to 3은 3을 포함하고 1 until 3은 3 앞에서 멈춥니다. 마지막 case _는 무엇이든 일치시키는 와일드카드이며, 이것이 없고 일치하는 경우가 없으면 MatchError가 발생합니다.

함수와 고차 함수

메서드는 def로 정의합니다. 함수는 값이므로 변수에 저장하고, 인자로 전달하고, 반환할 수 있습니다. 매개변수에 기본값을 줄 수 있고, 호출할 때 이름 있는 인자를 쓸 수 있습니다.

def add(a: Int, b: Int): Int = a + b
def greet(name: String, greeting: String = "Hello"): String =
  s"$greeting, $name!"
val double = (x: Int) => x * 2        // function value
def applyTwice(f: Int => Int, x: Int): Int = f(f(x))
println(add(2, 3))                    // 5
println(greet("Ann"))                 // Hello, Ann!
println(greet("Ann", greeting = "Hi")) // Hi, Ann!
println(applyTwice(double, 5))        // 20
println(List(1, 2, 3, 4).filter(_ % 2 == 0).map(_ * 10)) // List(20, 40)

_ * 10의 밑줄은 매개변수가 하나인 람다 x => x * 10의 축약형입니다.

컬렉션

표준 컬렉션은 기본적으로 불변입니다. map, filter, :+ 같은 연산은 원본을 그대로 두고 새 컬렉션을 반환합니다. 변경 가능한 버전은 scala.collection.mutable에 있습니다.

val nums = List(5, 3, 8)
val more = nums :+ 1                  // List(5, 3, 8, 1); nums unchanged
println(more.sorted)                  // List(1, 3, 5, 8)
println(nums.sum)                     // 16
val v = Vector("a", "b", "c")         // fast indexed access
println(v(1))                         // b
val ages = Map("Ann" -> 31, "Bo" -> 25)
println(ages("Ann"))                  // 31
println(ages.get("Zed"))              // None
println(ages.getOrElse("Zed", 0))     // 0
val unique = Set(1, 2, 2, 3)
println(unique.size)                  // 3
val words = List("apple", "avocado", "banana")
println(words.groupBy(_.head)('a'))  // List(apple, avocado)

케이스 클래스, 트레이트, 열거형

case class는 동등성 비교, toString, copy, 패턴 매칭 지원이 자동으로 만들어지는 불변 데이터 타입입니다. trait는 코드를 담을 수도 있는 인터페이스와 비슷합니다. 스칼라 3에는 대수적 데이터 타입을 위한 enum이 추가되었습니다.

trait Shape:
  def area: Double
case class Circle(r: Double) extends Shape:
  def area: Double = math.Pi * r * r
case class Rect(w: Double, h: Double) extends Shape:
  def area: Double = w * h
enum Color:
  case Red, Green, Blue
@main def shapes(): Unit =
  val all: List[Shape] = List(Circle(1), Rect(2, 3))
  all.foreach(s => println(f"$s area=${s.area}%.2f"))
  // Circle(1.0) area=3.14
  // Rect(2.0,3.0) area=6.00
  val r = Rect(2, 3)
  println(r == Rect(2, 3))            // true
  println(r.copy(h = 10))             // Rect(2.0,10.0)
  println(Color.values.toList)        // List(Red, Green, Blue)

그 밖의 대표 기능으로 given과 using(예전의 implicit에 해당하는 문맥 매개변수), 확장 메서드, 불투명 타입, Int | String 같은 유니온 타입이 있습니다.

Option, Either, Try로 오류 처리하기

스칼라도 try, catch, finally를 지원하지만 스칼라다운 코드는 실패를 타입으로 표현합니다. Option은 Some(value) 또는 None이고, Either는 Left 오류 또는 Right 결과를 담으며, Try는 예외를 Failure로 감쌉니다.

import scala.util.{Try, Success, Failure}
def parseInt(s: String): Option[Int] = s.toIntOption
def safeDivide(a: Int, b: Int): Either[String, Int] =
  if b == 0 then Left("division by zero") else Right(a / b)
println(parseInt("42"))               // Some(42)
println(parseInt("x"))                // None
println(safeDivide(10, 2))            // Right(5)
println(safeDivide(1, 0))             // Left(division by zero)
Try("abc".toInt) match
  case Success(n) => println(s"got $n")
  case Failure(e) => println(s"failed: ${e.getClass.getSimpleName}")
// failed: NumberFormatException

작은 완성 프로그램: 성적 보고서

이 프로그램은 name,score 형식의 줄을 파싱하고, 잘못된 줄은 건너뛰며, 학생별 평균을 출력합니다. 케이스 클래스, Option, groupBy, 문자열 서식을 사용합니다.

case class Score(name: String, value: Int)
def parse(line: String): Option[Score] =
  line.split(",").map(_.trim) match
    case Array(name, v) => v.toIntOption.map(Score(name, _))
    case _              => None
@main def report(): Unit =
  val lines = List("ann, 90", "bo, 70", "ann, 80", "broken line", "bo, x")
  val scores = lines.flatMap(parse)
  val averages = scores.groupBy(_.name).view.mapValues { list =>
    list.map(_.value).sum.toDouble / list.size
  }.toList.sortBy(_._1)
  for (name, avg) <- averages do
    println(f"$name%-4s $avg%.1f")
// ann  85.0
// bo   70.0

다음 단계

• docs.scala-lang.org의 Scala 3 Book. 기초부터 문맥 추상화까지 언어 전반을 다룹니다.
• 파일, JSON, HTTP 같은 일상적인 작업을 위한 Scala Toolkit.
• 데이터 처리에 스칼라를 쓰고 싶다면 Apache Spark 문서.
• EPFL 함수형 프로그래밍 강의를 포함해 scala-lang.org에 링크된 강의들.