RUST 20일 과정

ChatGPT o1의 힘을 빌어 20일 과정의 RUST 강의 자료를 제작합니다

@thiskorea 2025. 1. 6. 12:37

chatGPT 플러스 구독을 하고 있는데 그냥 놀고 있기 머해서 쉬는 동안 수업 자료를 제작하려고 합니다. 인공지능이 가장 잘 하는 쪽이 프로그래밍인 것 같아서 교재를 사지 않고 만들어서 직접 공부하는 시스템으로 갑니다. 다음은 인공지능이 만들어준 목차와 학습 방법입니다.

--인공지능--

아래는 C 언어 기초를 어느 정도 익힌 고등학생을 대상으로, 20일(4주 * 5일) 동안 Rust를 학습할 수 있도록 구성한 교재(또는 수업) 기획안 예시입니다.

  • 주당 5일 수업을 가정했으며,
  • 학생들의 학습 수준과 진도, 실제 교실 상황에 따라 조정하여 사용할 수 있습니다.

전체 구성 개요

  • 1주차(1~5일): Rust 언어 소개와 기본 문법 (환경 설정, 기본 문법, Ownership, 제어문 등)
  • 2주차(6~10일): Rust의 핵심 개념 (Struct, Enum, Pattern matching, Error handling, Generic 등)
  • 3주차(11~15일): 고급 개념(라이프타임, 트레이트, 모듈/크레이트, Concurrency 등)
  • 4주차(16~20일): 프로젝트 실습(기초 프로젝트 기획, 구현, 발표)

각 일차별로 학습 목표, 학습 내용, 그리고 실습 과제를 간략히 기술하였습니다.

1주차: Rust 기본 문법 이해 및 환경 구축

Day 1: Rust 소개 & 개발환경 설정

  • 학습 목표
    • Rust 언어의 특징과 장단점을 이해한다.
    • Rust 개발 환경(cargo, rustc 등)을 설정한다.
  • 학습 내용
    1. Rust의 탄생 배경과 특징(메모리 안전성, 빠른 성능, 모던한 문법 등)
    2. Rust 설치 및 기본 명령어(rustc, cargo) 사용 방법
    3. “Hello, world!” 프로그램 작성 (Rust 프로젝트 구조 이해)
  • 실습 과제
    • Rust 설치 후, rustc --version, cargo --version 확인
    • cargo new hello_rust로 새 프로젝트 생성, “Hello, world!” 출력

Day 2: 기초 문법 (변수, 스코프, 데이터 타입)

  • 학습 목표
    • Rust의 변수 선언/사용 방식을 이해한다(불변 변수 vs 가변 변수).
    • Rust에서의 기본 데이터 타입(정수, 실수, bool, char 등)을 익힌다.
  • 학습 내용
    1. 변수 선언 let, let mut
    2. 스코프 & Shadowing 개념
    3. 기본 자료형(i32, u32, f64, bool, char 등)
  • 실습 과제
    • 여러 가지 변수를 선언하고, 타입 변환(casting) 실험
    • 동일한 이름으로 변수를 다시 선언하여 Shadowing 동작 확인

Day 3: Ownership & Borrowing

  • 학습 목표
    • Rust의 가장 큰 특징인 Ownership 모델을 이해한다.
    • Borrowing(참조) 개념과 메모리 안전성이 어떻게 보장되는지 학습한다.
  • 학습 내용
    1. 스택과 힙 개념 복습(C 언어 대비 차이점)
    2. 이동(Move), 복사(Copy) 개념
    3. 참조(&)와 가변 참조(&mut)의 특징
    4. Slice 개념(문자열 슬라이스 등)
  • 실습 과제
    • 소규모 예제 코드를 통해 String 타입에서의 Move, Copy, Borrowing 실습
    • 문자열 슬라이스를 이용해 특정 단어 추출

Day 4: 기본 제어문 (if, loop, while, for)

  • 학습 목표
    • Rust에서의 제어문 사용법을 익힌다.
    • C 언어 문법과의 차이점을 파악한다.
  • 학습 내용
    1. if, else if, else 구문의 구조
    2. 루프(loop, while, for)의 사용
    3. break, continue 키워드, 루프 라벨(label)
  • 실습 과제
    • 1부터 N까지의 합을 구하는 다양한 루프 예제
    • if 표현식을 이용해 조건에 따라 변수 초기화하는 코드 작성

Day 5: 함수와 모듈 기초

  • 학습 목표
    • 함수를 정의하고 호출하는 방법을 이해한다.
    • 모듈 개념의 기초를 파악한다.
  • 학습 내용
    1. 함수 정의(매개변수, 반환값)
    2. 문장(Statement)와 표현식(Expression)의 차이
    3. 모듈(mod) 기본 구조와 use 키워드 간단 소개
  • 실습 과제
    • 매개변수로 두 수를 받아 사칙연산을 수행하는 함수 구현
    • 간단한 모듈을 만들어서 함수 분리, use로 불러오기

2주차: Rust 핵심 개념 심화

Day 6: 구조체(Struct)와 구현(impl)

  • 학습 목표
    • Rust에서의 구조체 정의와 사용 방법을 익힌다.
    • 구조체에 메서드를 구현하는 방법을 배운다.
  • 학습 내용
    1. struct 정의 (Named fields, Tuple struct, Unit struct)
    2. impl 블록을 통한 메서드 및 연관 함수(Associated Function) 정의
    3. 파생 트레이트(derive) 예: #[derive(Debug)]
  • 실습 과제
    • 학생 정보(이름, 나이, 학번 등)를 나타내는 구조체 설계 및 메서드 구현
    • #[derive(Debug)]와 println!("{:?}", 구조체) 비교

Day 7: 열거형(Enum)과 패턴 매칭

  • 학습 목표
    • 열거형 Enum의 개념을 파악하고, 다양한 패턴 매칭 방식(match 등)을 익힌다.
    • 옵셔널 타입(Option<T>)을 다루는 법을 이해한다.
  • 학습 내용
    1. enum 정의 및 사용
    2. match 표현식 사용 (패턴, 가드)
    3. Option<T> 타입: Some, None 처리
  • 실습 과제
    • 간단한 Calculator enum을 정의하여 사칙연산 구분 후 match를 사용한 계산기 만들기
    • Option<T>로 null-safe한 코드 작성하기

Day 8: Cargo & Crate 활용

  • 학습 목표
    • Rust의 빌드/패키지 매니저인 Cargo를 깊이 있게 이해한다.
    • 외부 라이브러리(Crate)를 사용하고, 모듈 구조를 구성할 수 있다.
  • 학습 내용
    1. Cargo 기본 명령(cargo build, cargo run, cargo test, cargo doc)
    2. Cargo.toml 파일 구조
    3. 외부 Crate 의존성 추가 및 버전 관리
    4. 모듈 & 경로(Path) 기초 복습
  • 실습 과제
    • rand crate 등을 사용하여 난수 발생하는 프로그램 작성
    • 프로젝트 구조 분할 예시( src/lib.rs, src/main.rs ) 실습

Day 9: 에러 처리(Error Handling)

  • 학습 목표
    • Rust에서의 에러 처리 방식을 이해한다. (panic!, Result, ? 연산자 등)
    • 안전성(safety)과 에러 처리가 어떻게 연결되는지 파악한다.
  • 학습 내용
    1. 패닉(panic!)과 공포(unrecoverable) 에러
    2. Result<T, E> 타입을 이용한 recoverable 에러 처리
    3. ? 연산자를 통한 에러 전파
  • 실습 과제
    • 파일 입출력 시 발생할 수 있는 에러를 Result와 ?로 처리하는 간단 프로그램
    • match와 unwrap_or 등을 활용해 에러 상황 처리

Day 10: 제네릭(Generic)과 콜렉션

  • 학습 목표
    • Rust에서의 제네릭 타입, 함수, 구조체 사용법을 익힌다.
    • 표준 콜렉션(Vector, HashMap, String 등) 기초를 살펴본다.
  • 학습 내용
    1. 제네릭 타입 매개변수와 T, E, U 등 관습
    2. Vector, String, HashMap 등 기본적인 콜렉션 사용
    3. 반복자(Iterator) 개념 간단 소개
  • 실습 과제
    • 두 타입 이상의 데이터를 관리하는 제네릭 구조체 설계
    • 학생 점수를 저장하는 HashMap<String, u32> 다루기 실습

3주차: Rust 고급 개념 이해

Day 11: 라이프타임(Lifetime) 기초

  • 학습 목표
    • Rust의 라이프타임 개념을 이해하고, 함수/구조체에서 어떻게 사용되는지 배운다.
    • 컴파일러의 빌림 검사기(Borrow Checker)와 라이프타임의 관계를 이해한다.
  • 학습 내용
    1. 라이프타임 기초 'a 표기
    2. 함수 시그니처에서의 라이프타임 표기
    3. 구조체 내 참조필드의 라이프타임 정의
  • 실습 과제
    • 문자열 슬라이스 반환 함수를 작성하고 라이프타임을 적용해보기
    • 라이프타임 없이 컴파일 에러가 나는 예시, 수정하기

Day 12: 트레이트(Trait) & 트레이트 객체

  • 학습 목표
    • Rust의 트레이트(Trait) 개념을 이해하고, OOP와 비교한다.
    • 트레이트 객체(dyn Trait)를 사용하여 다형성을 구현한다.
  • 학습 내용
    1. trait 정의 및 구현
    2. 트레이트 바운드(Trait Bound)와 제네릭, impl Trait
    3. 트레이트 객체(Box<dyn Trait>)
  • 실습 과제
    • 여러 구조체에 공통 동작을 하는 트레이트 구현(Display 트레이트 등을 직접 만들어보기)
    • 트레이트 객체를 통해 다양한 구조체를 한 벡터에 담아 출력

Day 13: 고루틴, 스레드, 비동기(Concurrency) 기초

  • 학습 목표
    • Rust에서의 동시성(Concurrency) 개념을 학습한다.
    • 간단한 스레드 생성과 메시지 채널(Channel) 사용 방법을 이해한다.
  • 학습 내용
    1. Rust 표준 라이브러리를 이용한 스레드 생성/조인
    2. 채널(Channel) 통신 기초
    3. Mutex, Arc(원자적 참조 카운트) 등 공유 메모리 개념 간단 소개
  • 실습 과제
    • 스레드를 여러 개 생성하여 간단한 카운터(또는 합산) 예제 구현
    • 채널을 이용해 한 스레드가 데이터를 전송하고, 다른 스레드가 수신하는 코드 작성

Day 14: 크레이트/모듈 구조 설계 심화

  • 학습 목표
    • 실제 프로젝트 구조(라이브러리 크레이트, 바이너리 크레이트)를 이해한다.
    • Cargo로 서브 모듈/하위 모듈을 구성하고, 문서화(cargo doc)하는 과정을 익힌다.
  • 학습 내용
    1. lib.rs와 main.rs의 차이
    2. 모듈 트리 설계(mod, pub mod, use 등)
    3. 자동 문서화(/// 주석, cargo doc)
  • 실습 과제
    • 작은 라이브러리 크레이트를 만들어보고, 다른 바이너리 크레이트에서 의존성으로 추가
    • 문서 주석을 작성하고, cargo doc --open 으로 문서 확인

Day 15: 매크로(Macro) 기초

  • 학습 목표
    • Rust에서의 매크로의 유형(macro_rules!, 프로시저 매크로)을 이해한다.
    • 매크로 확장과 함수 호출의 차이점을 간단히 인식한다.
  • 학습 내용
    1. Declarative Macro (macro_rules!) 기초
    2. Derive 매크로, Attribute 매크로 간단 소개
    3. 매크로 디버깅(확장 코드 확인)
  • 실습 과제
    • 간단한 macro_rules! 매크로 작성(예: 반복 출력)
    • 매크로를 이용해 파라미터 개수에 따라 다른 동작을 하는 예시 작성

4주차: 프로젝트 실습 및 최종 정리

Day 16: 프로젝트 주제 선정 및 설계

  • 학습 목표
    • Rust로 구현할 간단한 프로젝트 주제를 선정하고 설계한다.
    • 요구사항과 기능 목록을 작성하여 프로젝트를 구체화한다.
  • 학습 내용
    1. 예시 주제:
      • 간단한 CLI(커맨드라인) 유틸리티 (예: 할 일 관리, 메모장, 시간표 관리 등)
      • 초간단 웹 서버 구현 (HTTP 요청 처리, 간단 페이지 띄우기)
      • 파일 파서/통계 프로그램 등
    2. 프로젝트 구조 기획: 데이터 구조, 모듈 구성, 필요 Crate 목록
  • 실습 과제
    • 팀별 또는 개인별 프로젝트 주제를 선정하고, 초안 설계서(기능명세, 모듈 구성) 작성

Day 17: 프로젝트 구조 잡기 & 기본 기능 구현

  • 학습 목표
    • Cargo 프로젝트로 본격적인 코드를 작성하고, 핵심 기능을 구현한다.
    • Git/GitHub 등을 활용하여 버전 관리를 학습한다.
  • 학습 내용
    1. 프로젝트 기본 골격 작성 (폴더 구조, main.rs, mod 구성)
    2. GitHub 저장소 생성, 협업(팀 프로젝트인 경우)
    3. 주요 기능(데이터 입력/처리/저장) 일부 구현
  • 실습 과제
    • Git으로 소스 버전 관리
    • 프로젝트 주요 로직(중심 함수, 구조체) 구현 후 테스트

Day 18: 디버깅 & 테스트

  • 학습 목표
    • Rust의 테스트 기능(cargo test)과 디버깅 기법을 익힌다.
    • 에러 메시지 및 경고를 확인하여 코드를 개선한다.
  • 학습 내용
    1. 단위 테스트(유닛 테스트) 작성: #[test] 어트리뷰트
    2. 통합 테스트(Integration Test), 예: tests 폴더 활용
    3. 디버깅 툴(예: Visual Studio Code Debugger, gdb/lldb) 사용
  • 실습 과제
    • 주요 함수에 단위 테스트 작성, cargo test 통과시키기
    • 버그를 의도적으로 만들어보고, 디버깅 도구로 추적

Day 19: 기능 보강 & 성능 최적화

  • 학습 목표
    • Rust의 프로파일링/최적화 방법을 간단히 체험한다.
    • 코드 리팩토링을 통해 유지보수성을 개선한다.
  • 학습 내용
    1. Rust 최적화 팁(반복자 사용, 불필요한 복사 제거, String 처리)
    2. 프로파일링 도구(예: cargo bench 간단 소개)
    3. 크고 복잡해진 코드 구조를 개선(리팩토링: 모듈 분리, 함수 단위 분할)
  • 실습 과제
    • 성능 이슈가 있는 부분(예: 무의미한 루프 등)을 찾아 최적화
    • 리팩토링 전/후 코드 비교

Day 20: 최종 발표 & 피드백

  • 학습 목표
    • 프로젝트 결과물을 발표하며 Rust 학습을 마무리한다.
    • 팀별/개인별 피드백과 개선 방향을 공유한다.
  • 학습 내용
    1. 프로젝트 시연(데모)
    2. Rust 학습을 통한 소감 공유
    3. 추가 학습 방향(Async, Web Framework, Embedded 등) 안내
  • 실습 과제
    • 프로젝트 완성본 정리 후 발표
    • 자신의 Rust 학습 포트폴리오(깃헙 등)를 갱신

마무리하며

이 20일짜리 커리큘럼은 Rust 문법과 주요 개념, 그리고 작은 규모의 프로젝트까지 경험해볼 수 있도록 구성되었습니다.

  • Rust 학습에서 가장 핵심은 Ownership & Borrowing 개념의 확실한 이해이며,
  • 그 뒤로 Struct, Enum, Trait, Generic을 이해하면 생산성 있는 Rust 코딩이 가능합니다.
  • 마지막 주에 간단한 프로젝트를 진행하면서,
    • 모듈 설계,
    • 테스트와 디버깅,
    • 버전 관리(Git) 등을 자연스럽게 체득하도록 구성하였습니다.

학습자들의 수준과 관심사에 따라 수업 속도, 과제 난이도, 프로젝트의 복잡도를 적절히 조정해가며 진행하면 좋겠습니다. Rust를 통해 메모리 안전성과 시스템적인 사고를 배울 수 있으니, 즐겁고 의미 있는 학습 경험이 되기를 바랍니다!

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