[Swift🦩] #30 모나드

• 함수형 프로그래밍을 이해하기 위한 개념

1. 수학적인 용어 - 범주론
2. 순서가 있는 연산을 처리할 때 활용하는 디자인 패턴
   수학적인 모나드의 개념을 100% 만족하는건 아니라 모나딕 이라고도 부름.

프로그래밍에서 모나드가 갖춰야하는 조건

• 타입을 인자로 받는 타입 (특정 타입의 값을 포장)
• 특정 타입의 값을 포장한 것을 반환하는 함수가 존재
• 포장된 값을 변환하여 같은 형태로 포장하는 함수가 존재

-> 확실하게 감은 안오지만, Generic, Opaque Types 같다는 느낌이 들었다.

모나드를 이해하기 위해 필요한 개념

1. 컨텍스트

• 컨텐츠를 담고 있는 어떤 것.

• Optional 역시 컨텍스트
  • .some(let value) 상태라면, value 를 담고 있는 컨텍스트가 되는거고,
  • .none 상태라면, 내부에 값이 없는 컨텍스트가 되는 것.
  • Wrapped 타입을 인자로 받는 Generic 타입 -> 첫번째 조건 만족.
  • Int, String, Double 등 다른 타입을 갖는 컨텍스트를 생성(반환)할 수 있음 -> 두번째 조건 만족.

2. 함수 객체

• 함수 객체 : 맵을 적용할 수 있는 컨테이너 타입
• 옵셔널 역시 함수 객체이다.

Optional(2).map { $0 + 2 } // 가능!!! 

• Optional 인데 가능한 이유는,
• map 이라는게 기존 컨테이너 안의 값을 까서 함수를 적용하고 다시 컨테이너에 포장해서 반환해주는 것이기 때문.
  • 컨테이너는 다른 타입의 값을 담기 때문에 컨텍스트라고 볼 수 있다.
• Optinal 을 까서 값이 있으면 2를 더하고,
• 값이 없으면 연산을 하지 않고 빈 컨텍스트로 다시 반환.

3. 모나드

• 모나드 : 닫힌 함수 객체
• 닫힌 함수 객체 : 함수객체 중에서, 자신의 컨텍스트와 같은 컨텍스트의 형태로 맵핑할 수 있는 함수 객체. (Optional 을 Optional 로 맵핑할 수 있는!) -> 이것을 위해 flatMap 을 활용.

Optional(3).flatMap {
    if $0.isMultiple(of: 2) {
        return num * 2
    }
    return nil
}

• 근데 map 이랑 뭔차이여...?
• 컨텍스트 내부의 컨텍스트를 모두 같은 위상으로 평평하게 펼친다
  • 포장된 값 내부에 또 포장된 값이 있다면 그걸 같은 위상으로 펼쳐준다
• Sequence<Optional<?>> 이라면, compactMap 을 사용해서 펼치고, 이 경우가 아니라면 flatMap 으로 펼친다.

let optionals: [Int?] = [1, 2, nil, 5]

let mapped: [Int?] = optionals.map { $0 } // [1, 2, nil, 5]
let compactMapped: [Int] = optionals.compactMap { $0 } // [1, 2, 5]
// Array 라는 컨텍스트 안에 Optional 이라는 컨텍스트가 들어감. 
// 가장 바깥 쪽 Array 만 유지하고 안의 Optional 이라는 컨텍스트는 펼쳐버림.


let multipleContainer = [[1, 2, nil], [3, nil], [4, 5, nil]]

multipleContainer.map { $0.map { $0 } } 
// [[Optinal(1), Optional(2), nil], [Optional(3), nil], [Optional(4), Optional(5), nil]]
multipleContainer.flatMap { $0.flatMap { $0 } } // [1, 2, 3, 4, 5]

func map<U>(_ transform: (Wrapped) throws -> U) rethrows U? 
// 냅다 U 를 반환하기 때문에 중첩하면 컨테이너가 계속 덧씌워짐.
func flatMap<U>(_ transform: (Wrapped) throws -> U?) rethrows U?
// 하지만 flatMap 은 Int? 가 반환 타입이면 U? == Int? U == Int 가 되어서 알아서 컨테이너를 까버림.

그래서 flatMap 의 경우,

• 값이 있다면 그 값을 가장 바깥쪽 컨테이너만 씌워서 반환
• 값이 없다면 그 뒤부터는 실행되지 않고 빈 컨테이너를 반환

하기 때문에, Optional Binding 과 똑같은 동작을 하게 된다.
why? Optional 이 Monad 니까
-> 플랫맵 모양의 모나드 연산자를 구현하면 사용자 정의 타입도 모나드로 사용할 수 있다.

출처 / 참고

야곰의 스위프트5 프로그래밍