코틀린 심화10 - 함수형 프로그래밍

1급 객체

코틀린에서 함수형 프로그래밍을 활용할 때, 함수를 주로 1급 객체 로 다루게 된다. 1급 객체란 함수를 변수에 저장하거나, 매개변수로 전달하거나, 반환값으로 사용할 수 있는 객체를 말한다.
코틀린에서 함수를 1급 객체로 다루기 위해서는 람다식을 사용하여 함수를 정의해야한다.

val printHello: () -> Unit = { println("Hello") }

fun main() {
  printHello() // Hello
}

위에서 printHello 변수에 람다식을 사용하여 함수를 정의하면 1급 객체로 사용할 수 있다. 1급 객체의 함수를 호출할 때는 변수명()으로 호출하면 된다. 단순히 fun 키워드로 선언된 함수는 1급 객체로 사용할 수 없다.

val printHello: () -> Unit = { println("Hello") }

fun call(block: () -> Unit): () -> Unit {
  block()
  return printBye
}

fun main() {
  val bye = call(printHello) // Hello
  bye() // Bye
}

위와 같이 1급 객체를 활용하면 매개변수로 함수를 전달할 수 있다. call() 함수의 매개변수 타입을 람다식으로 정의하면 1급 객체를 전달할 수 있게 되는 것이다. fun 키워드로 선언된 함수는 함수를 매개변수로 전달할 수 없다.
또한 call() 함수에서 printBye 변수(1급 객체)를 반환하는 것을 확인할 수 있다. 이처럼 1급 객체는 반환 값으로도 사용 가능하다.

고차 함수

함수형 프로그래밍에서 고차 함수 란 함수를 매개변수로 받거나 반환하는 함수를 말한다.

val printBye: () -> Unit = { println("Bye") }

fun forEachStr(collection: Collection<String>, action: (String) -> Unit): () -> Unit {
  for (item in collection) {
    action(item)
  }
  return printBye
}

fun main() {
  val list = listOf("A", "B", "C")
  val printStr: (String) -> Unit = { println(it) }

  forEachStr(list, printStr)
  // 람다식이 마지막 인자로 전달되는 경우 괄호 밖에 작성 가능(후행람다)
  val bye = forEachStr(list) { println(it) }
  bye() // Bye
}

위와 같이 코틀린에서는 함수를 매개변수로 전달하거나 반환하는 고차함수를 사용할 수 있다. 그리고 함수의 마지막 매개변수가 람다식인 경우 후행람다 방식으로 작성할 수 있다.

람다 함수

람다 함수를 정의하는 방식을 알아보자.

val printMessage: (String) -> Unit = { message -> println(message) }
val printMessage2: (String) -> Unit = { println(it) } // 인자를 it으로 대체 가능

val sum: (Int, Int) -> Int = { x: Int, y: Int -> x + y }
val sum2 = { x: Int, y: Int -> x + y }

fun outerFunc(): () -> Unit = { return fun() { println("익명함수!") } }
fun outerFunc2(): () -> Unit = { println("익명함수!") }

fun main() {
  printMessage("Hello") // Hello
  printMessage2("Hello") // Hello

  println(sum(1, 2)) // 3
  println(sum2(1, 2)) // 3

  outerFunc()() // 익명함수!
  outerFunc2()() // 익명함수!
}

위의 코드에서 printMessage와 printMessage2는 같은 기능을 수행하는 1급 객체지만 람다식을 생략하여 표현할 수 있다. 람다식 내부에서 간단하게 생략 가능하며 단일 인자는 it로 대체하여 사용 가능하다.
sum과 sum2도 같은 기능을 수행하지만 인자의 타입추론을 통해 sum2처럼 타입을 생략할 수 있다.
outerFunc() 함수는 이름없는 함수(fun())를 반환하는 익명함수이다. 리턴 함수를 람다 함수로 변환하면 outerFunc2() 와 같이 간결하게 표현할 수 있다. 함수 내부의 익명함수를 호출할 경우 내부적으로 한 번더 호출해야 하기 때문에 ()() 형태로 호출한다.

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추가적으로 코틀린에서 함수형 프로그래밍을 좀 더 깊이있게 사용하기 원한다면 Arrow 라이브러리 를 적용하여 사용해보길 추천한다. Arrow 라이브러리는 코틀린에서 함수형 프로그래밍을 좀 더 다양하게 사용할 수 있도록 기능을 제공해주는 라이브러리이다.