Higher-order Function

파이썬 함수 특징

함수 객체 속성 확인

Map, Filter, Reduce

익명함수

다양한 매개변수 사용

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파이썬 함수 특징

1. 런타임 초기화

2. 변수 등에 할당 가능

3. 함수 인수 전달 가능(ex. sorted(keys=len)

4. 함수 결과로 반환 가능 return funcs

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함수 객체 예제

def factorial(n):
	''' factorial function -> n: int'''
	if n == 1: 
		return 1
	return n * factorial(n-1)

class A:
	pass


print('ex1-1',factorial(5))
print('ex1-2', factorial.__doc__)
print('ex1-3', type(factorial), type(A))
print('ex1-4',dir(factorial))
print('*'*20)
print('ex1-5',set(dir(factorial))-set(dir(A)))
print('ex1-6',set(sorted(dir(factorial)))-set(sorted(dir(A))))
print()
print('ex1-7',factorial.__name__)
print('ex1-7',factorial.__code__)

facotrial을 함수로 구현해서 사용해보도록 할게요.

• 첫 번째로, ex1-1을 보면 기본적으로 정수 인자 하나를 받고 그 값을 반환해요.

• 두 번째로, ex1-2의 경우 __doc__ 메소드를 통해서 내부의 따옴표 3개로( ''' ''' or """ """)주석 처리한 내용을 볼 수 있어요.

• 세 번째, ex1-3의 경우 파이썬의 특징인 모든것을 객체화 했는 모습을 알 수 있는데요. 눈여겨 볼 만한 것이 분명 factorial 메서드인데 class라고 출력되네요.

• 네 번째, dir()메서드를 통해서 내부에 어떠한 것들이 들어 있는지 알 수 있어요. 기본적으로 내장함수들이 들어 있으며, 던더 메소드인 메잭 매소드를 확인 할 수 있어요. (참고, 38개가 있어요.)

• 다섯 번째, 그렇다면 앞서 클래스 객체라는 것을 3번째에서 확인했는데요. 클래스가 가지고 있는 함수를 제외한 함수들이 있는걸 확인 하는 방법이 ex1-5입니다. 리본적으로 dir() 메소드를 사용하면 리스트인데 그대로 '- '기호를 사용하여 차집합을 이용할 수 없어 set()메서드로 형변환을 하여 이용한거에요.(참고, 10개의 요소가 있음)

• 여섯 번째, ex1-5를 활용하여 a-z 오름차순으로 나타낼수도 있어요.
  sorted()를 이용하면 되요.

• 일곱 번째, 메직메소드 __name__\을 이용하면 정의된 객체의 이름도 확인 할 수 있어요.

• 여덜 번쨰, __code__\를 통해서 해당 객체가 메모리 어디에 저장되어 있으며 파일의 pwd까지 확인 할 수 있어요.

output

ex1-1 120

ex1-2  factorial function -> n: int

ex1-3 <class 'function'> <class 'type'>

ex1-4 생략

ex1-5 {'__call__', '__annotations__', '__qualname__', '__globals__', '__closure__', '__name__', '__kwdefaults__', '__defaults__', '__get__', '__code__'} 10   

ex1-6 {'__code__', '__call__', '__defaults__', '__annotations__', '__name__', '__closure__', '__qualname__', '__get__', '__globals__', '__kwdefaults__'}

ex1-7 factorial

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변수 활용

여기서는 함수를 변수에 할당하여 활용하는 방법에 대해 알아 볼게요.
우선 호출기호 소괄호()를 떼내고 함수명을 우항에 대고 할당할 변수를 좌항에 두면 기본적인 작업이 이루어 져요.

var_func = factorial
print('ex2-1',var_func)
print('ex2-2',var_func(5))
print('ex2-3',map(var_func, range(1,6)))
print('ex2-3',list(map(var_func, range(1,6))))


# 함수 인수 전달 및 함수로 결과 반환 -> 고위함수(Higher-order Function)

print('ex3-1', list(map(var_func, filter(lambda x: x % 2, range(1,6)))))
print('ex3-2', [var_func(i) for i in range(1,6) if i %2])

# reduce() 권장하지는 않지만 다른 언어에서 많이 사용하므로 개념 정도만 숙지함

from functools import reduce
from operator import add

print('ex3-3', reduce(add, range(1,11)))
print('ex3-4', sum(range(1,11))) # 또 다른 방법

• ex2-1의 경우 function이라고 찍히고 해당 메서드의 이름과 메모리 위치 어디에 있는지 알려줘요.

• ex2-2의 경우 우리가 알고 있는 함수처럼 인자값 5를 넣고 그 결과가 반환된 걸 확인 할 수 있어요.

• ex2-3map()을 이용하여 메서드와 iterable한 객체를 맵핑 할 경우 map 객체가 반환되고 주소 값을 확인 할 수 있어요.

• ex2-4는 바로 위 ex2-3에 저장된 값을 확인 하고 싶을 경우 list로 형변환 하면 값을 모두 확인 할 수 있어요.참고, 이외 tuple, set가능 but! dictionary 불가!

• ex3-1, 보기만 해도 눈이 아찔한데요. 차분히 확인해보면 별거 아니에요.

  • list container에 있다는점
  • 그리고 map객체가 list안에 있다는거
  • map의 첫번째 인수가 var_func이라는 점/ 두번째 자리에 iterable 객체가 filter 객체라는점
    • filter 객체는 참이면 값을 갖고 있고 거짓이면 값을 포함하지아요.
  • filter 메서드의 첫번째 인수가 lambda(익명함수)함수고, 두번째 인수가 iterable한 객체가 오게되요.

• ex3-2, ex3-1과 동일한 결과가 출력되지만 더 간단한 표현식인 리스트 컴프리헨션이에요.

• ex3-3, python에서 depricated라고 해서 권장되지 않는 방법이지만 reduce함수를 소개할게요(다른 언어에서 많이 사용하는 개념이고 알아두면 도움이되요.)

  • reduce는 말 그대로 줄여 나간다는 건데요.첫 번째 인자로 함수를 받고 두번째 iterable한 자료를 바탕으로 하나씩 진행되요.
    • 여기서는 ((1+2)+3)+4...요런 방식이에요.

• ex3-4, ex3-3을 간단하게 만든 방법이에요.

output

ex2-1 <function factorial at 0x000001EFF958D280>
ex2-2 120
ex2-3 <map object at 0x000001EFF9548D60>
ex2-3 {1, 2, 6, 24, 120}
ex3-1 [1, 6, 120]
ex3-2 [1, 6, 120]
ex3-3 55
ex3-4 55

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익명함수(lambda)

가급적 주석 사용
가급적 함수 사용
일반 함수 형태로 리팩토링 권장

print('ex3-5', reduce(lambda x, t: x+t, range(1,11)))
# 결과: ex3-5 55

ex3-4와 차이점이 있다면 add함수를 썻냐 아니면 lambda함수를 썻냐는 차이점 밖에 없어요.

Callable : 호출 연산자 -> 메소드 형태로 호출 가능한지 확인
호출 연산자를 알게 모르게 우리는 확인 했다는 거 알고 계신가요.

ex1-4 ['annotations', 'call',... 만약 call 이 녀석이 있으면 호출 가능하다는 의미임.

import random 

# 로또 추첨 클래스 선언 
class LottoGame:
	def __init__(self):
		self._balls = [n for n in range(1,46)]
		
	def pick(self):
		random.shuffle(self._balls)
		return sorted([random.choice(self._balls) for _ in range(6)])

	def __call__(self):
		return self.pick()

# 객체 생성
game = LottoGame()

# 게임 실행
# 호출 가능 확인
print('Ex4-1',callable(str), callable(list), callable(factorial), callable(3.14))
print('Ex4-2',game.pick())
print('Ex4-3',game())
print('Ex4-4',callable(game))

output

Ex4-1 True True True False
Ex4-2 [2, 7, 23, 25, 30, 41]
Ex4-3 [8, 14, 20, 25, 31, 38]
Ex4-4 True

로또 게임을 활용해서 callable메소드를 이용해 볼게요.

• 더블언더 init 메서드를 활용해서 1~45까지의 숫자가 있는 self._balls 인스턴스 속성을 만들게요.

• 그리고 pick() 메서드를 정의해서 내부에 random.shuffle()로 섞어줄게요. 그리고 return할 때는 list 컴프리헨션을 이용해서 random한 값을 6번 골라서 작은 값 부터 정렬대도록 sorted()를 이용합니다.

• 그리고 __call__()메서드를 사용해서 ex4-3처럼 클래스의 객체를 호출 가능하게 만들수 있게 할거에요.

• ex4-1을 보면 정수 3을 제외한 str, list, factorial 모두가 callable True라는 걸 알수 있어요.

  • 왜냐? () 괄호를 str(), list(), factorial()과 같이 쓸수 있기 때문이고 이를 가능하게 한것이 dir()로 각각 3개를 까보면 __call__()메직 메소드가 있기 때문이에요.

• ex4-2, 로또 추첨기가 잘 사용된 걸 확인 할 수 있어요.

• ex4-3, 만약 LottoGame 클래스 안에 __cal__()메서드가 정의 되어 있지 않다면 4-3은 TypeError: 'LottoGame' object is not callable라는 오류가 발생하게 되조.
  -ex4-4, class 안에 __cal__()를 정의 했기에 True를 확인 할 수 있어요.

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다양한 매개변수 입력

(*args, **kwargs) / packing, unpacking에 관한 것

파이썬의 특성상 다양한 매개변수를 받게 되요.

• *가 하나 있는 경우, packing하여 tuple자료형으로 넘어오게됨
• **개는 딕셔너리 자료형으로 넘어오게됨

def args_test(name, *contents, point=None, **attrs):
	return '<args_test> -> ({}) ({}) ({}) ({})'.format(name, contents, point, attrs)

print('ex5-1', args_test('test1', 'test2'))# test2에 잘보면 ,가 있는데 튜플의 증거임.
print('ex5-2', args_test('test1', 'test2', 'test3', id='admin', point=7)) # id는 키값 'admin'은 value값으로 지정됨
print('ex5-3', args_test('test1', 'test2', 'test3', id='admin', point=7, password='1234')) 

output

ex5-1 <args_test> -> (test1) (('test2',)) (None) ({})
ex5-2 <args_test> -> (test1) (('test2', 'test3')) (7) ({'id': 'admin'})        
ex5-3 <args_test> -> (test1) (('test2', 'test3')) (7) ({'id': 'admin', 'password': '1234'})

함수의 인자값 종류에 대해 알아볼게요.

• ex5-1에서는 'text1'의 인자는 -> name이 받고, 'test2'-> *contents가 받게되요.
  • test2는 tuple 자료형인데 잘보면 , 콤마가 붙어 있어요. 나머지 point와 **attrs값은 입력되지 않아 None, 빈 딕셔너리 값이란걸 확인 할 수 있어요.
• ex5-2, point에 7이라는 값을 넣고, id='admin'이라고 넣어 봤더니 각각 7이라는 정수와 딕셔너리로 id가 key - 'admin'이 value로 pair를 이루고 있는걸 확인가능하네요
• ex5-3,

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함수 Signiture

inspect 패키지는 자주 사용하지만 개발자를 위한 프레임워크를 만들지 않는 이상 아래 소스코드와 같이 잘 사용하지 않음

from inspect import signature

sg = signature(args_test)

print('ex6-1',sg)
print('ex6-2',sg.parameters)

print()

# 모든 정보 출력

for name, param in sg.parameters.items():
	print('ex6-3 -', name,  param.kind, param.default)

ex6-1 (name, *contents, point=None, **attrs)
ex6-2 OrderedDict([('name', <Parameter "name">), ('contents', <Parameter "*contents">), ('point', <Parameter "point=None">), ('attrs', <Parameter "**attrs">)])

ex6-3 - name POSITIONAL_OR_KEYWORD <class 'inspect._empty'>
ex6-3 - contents VAR_POSITIONAL <class 'inspect._empty'>
ex6-3 - point KEYWORD_ONLY None
ex6-3 - attrs VAR_KEYWORD <class 'inspect._empty'>

• 6-1, 매개변수를 확인 할 수 있어요.
• 6-2, OrderedDict 형태로 매개변수의 이름과 <parameter "?">로 나열하여 보여주네요.
• 6-3, 파라미터 이름, 파라미터 종류, 기본값 이렇게 3가지를 출력해서 더 구체적으로 보여줄수 있어요.

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partial 사용법

인수 고정 -> 주로 특정 인수 고정 후 콜백 함수에 사용
functools 패키지에서 partial 메소드를 사용하는게 keypoint에요.

이를 활용하기 위해 mul메서드(곱하기 연산자)를 operator 패키지에서 가져다가 임포트도 합니다.

from operator import mul
from functools import partial

print('ex7-1', mul(10,100)) # 참고로 인수 3개는 안됨

# 인수 고정
five = partial(mul, 5) # mul 함수에 5를 고정 시켜버리고 변수에 저장함
print('ex7-2',five(1000)) # five 함수에는 현재 5가 고정 되어 있으니 어떠한 값을 넣든 넣은 값에 *5임

# 고정 추가 
six = partial(five, 6) # five함수에 6을 추가함 결국, 5*6이 되어버림
print('ex7-3',six()) # 만약 six함수에 인수를 넣으면 오류 발생함.(인수3개를 넣어 버린것이기 때문)
print('ex7-4',[five(i) for i in range(1,11)]) # partial 함수로 한쪽을 고정해서 리스트로 요소를 하나씩 꺼내서 해당 고정값과 곱하여 결과를 냄.
print('ex7-5', list(map(five, range(1,11))))

output

ex7-1 1000
ex7-2 5000
ex7-3 30
ex7-4 [5, 10, 15, 20, 25, 30, 35, 40, 45, 50]
ex7-5 [5, 10, 15, 20, 25, 30, 35, 40, 45, 50]

• 7-1, mul()메서드는 인수를 2개만! 받아요. 3개 받으면 오류발생!
• 7-2, partial() 메서드로 첫 번째 인자를 mul 메서드의 이름을 넣고, 두번째로 mul 메서드의 인자값으로 고정하고자 하는 숫자 5를 넣어 five라는 변수명의 클래스 객체를 만들어요.
• 7-3, five(1000) == mul(5,1000)과 동일합니다.
• 7-4, 리스트 컴프리헨션을 활용해 볼 게요.
  • [1,2,3,4,5,6,7,8,9,10]의 각 요소에 5를 곱한 결과에요.
• 7-5, 7-4와 동일한 결과가 도출되지만 map함수를 이용해서 만들어 볼 수 도 있어요.