함수형 프로그래밍 (Functional Programming)

Kkd·2025년 2월 11일

Object Oriented Programming functional programming

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1. 함수형 프로그래밍(Functional Programming, FP)이란?

함수형 프로그래밍(FP)은 순수 함수(Pure Function)와 불변성(Immutability)을 기반으로 하는 선언형(Declarative) 프로그래밍 패러다임입니다.

즉, 객체의 상태 변경을 최소화하고, 부작용(Side Effect) 없는 순수 함수를 조합하여 프로그램을 구성하는 방식입니다.

2. 함수형 프로그래밍의 주요 개념

✅ 1) 순수 함수 (Pure Function)

순수 함수(Pure Function)란 입력(Input)이 같으면 항상 같은 출력(Output)을 반환하며, 부작용(Side Effect)이 없는 함수입니다.

📌 순수 함수 조건
1️⃣ 같은 입력 → 항상 같은 출력
2️⃣ 함수 외부의 상태를 변경하지 않음 (Side Effect 없음)

📌 순수 함수 예제 (Java/Kotlin)

// Java - 순수 함수
public int add(int a, int b) {
    return a + b; // 같은 입력이면 항상 같은 결과 반환
}

// Kotlin - 순수 함수
fun add(a: Int, b: Int): Int = a + b

📌 같은 입력값이 들어오면 항상 동일한 결과가 나오며, 외부 변수 값을 변경하지 않음.

✅ 2) 불변성 (Immutability)

함수형 프로그래밍에서는 데이터를 변경하지 않고 새로운 데이터를 생성합니다.

📌 불변 데이터 예제 (Kotlin)

val numbers = listOf(1, 2, 3)
val newNumbers = numbers.map { it * 2 } // 원본 리스트는 변경되지 않음

println(newNumbers) // [2, 4, 6]
println(numbers)    // [1, 2, 3] (불변)

📌 원본 리스트(numbers)는 변경되지 않으며, 새로운 리스트(newNumbers)가 생성됨.

✅ 3) 고차 함수 (Higher-Order Function)

고차 함수(Higher-Order Function)란 다른 함수를 매개변수로 받거나 반환하는 함수입니다.

📌 고차 함수 예제 (Kotlin)

fun operate(a: Int, b: Int, operation: (Int, Int) -> Int): Int {
    return operation(a, b) // operation 함수 실행
}

fun main() {
    val sum = operate(3, 5) { x, y -> x + y }
    println(sum) // 8
}

📌 함수를 인자로 전달하여 다양한 연산을 수행할 수 있음.

✅ 4) 일급 객체 (First-Class Citizen)

함수형 프로그래밍에서는 함수를 변수처럼 다룰 수 있음. 즉, 함수를 변수에 저장하거나 다른 함수의 인자로 전달 가능.

📌 일급 객체 예제 (Kotlin)

val square: (Int) -> Int = { it * it }
println(square(5)) // 25

📌 square 변수에 함수를 할당하여 실행 가능.

✅ 5) 람다 표현식 (Lambda Expression)

람다 함수(Lambda)는 익명 함수(Anonymous Function)로, 간결한 함수 표현을 제공합니다.

📌 람다 표현식 예제 (Kotlin)

val multiply = { a: Int, b: Int -> a * b }
println(multiply(4, 5)) // 20

📌 람다를 활용하면 코드가 간결해지고 가독성이 높아짐.

✅ 6) 함수 조합 (Function Composition)

함수형 프로그래밍에서는 작은 함수를 조합하여 새로운 함수를 생성할 수 있습니다.

📌 함수 조합 예제 (Kotlin)

val addFive = { x: Int -> x + 5 }
val multiplyByTwo = { x: Int -> x * 2 }

val combined = addFive.andThen(multiplyByTwo)
println(combined(10)) // (10 + 5) * 2 = 30

📌 여러 개의 함수를 조합하여 새로운 기능을 쉽게 만들 수 있음.

3. 함수형 프로그래밍 활용 사례

✅ 1) 컬렉션(리스트) 처리

함수형 프로그래밍은 컬렉션 데이터를 다룰 때 강력한 기능을 제공합니다.

val numbers = listOf(1, 2, 3, 4, 5)

// map: 변환
val squared = numbers.map { it * it }
println(squared) // [1, 4, 9, 16, 25]

// filter: 조건에 맞는 요소만 선택
val evens = numbers.filter { it % 2 == 0 }
println(evens) // [2, 4]

// reduce: 누적 연산
val sum = numbers.reduce { acc, num -> acc + num }
println(sum) // 15

✅ 2) 비동기 프로그래밍 (코루틴)

함수형 프로그래밍은 비동기(Asynchronous) 프로그래밍에도 적합합니다.

import kotlinx.coroutines.*

fun main() = runBlocking {
    launch {
        delay(1000L)
        println("World!")
    }
    println("Hello,")
}

📌 코루틴을 사용하여 비동기 코드 실행을 간결하게 구현 가능.

4. 함수형 프로그래밍의 장단점

✅ 장점

✔ 코드가 간결하고 가독성이 높음
✔ 디버깅 & 유지보수가 쉬움
✔ 병렬 처리 및 멀티스레딩에 강함 (Immutable 데이터)
✔ 예측 가능성 증가 (부작용 없는 순수 함수)

❌ 단점

❌ 학습 곡선이 있음 → OOP에 익숙한 개발자는 FP 개념이 어렵게 느껴질 수 있음
❌ 실행 속도가 OOP보다 느릴 수 있음 → Java의 mutable 방식보다 성능이 떨어질 수도 있음
❌ 메모리 사용 증가 → Immutable 데이터 사용으로 인해 새로운 객체가 계속 생성됨

5. 객체 지향 프로그래밍(OOP) vs 함수형 프로그래밍(FP)

비교 항목	객체 지향 프로그래밍(OOP)	함수형 프로그래밍(FP)
중심 개념	객체(Object), 클래스(Class)	함수(Function), 표현식(Expression)
상태 변경	변경 가능 (Mutable State)	불변성 유지 (Immutable State)
패러다임	클래스, 객체, 상속	함수, 불변성, 순수 함수
코드 스타일	명령형 (Imperative)	선언형 (Declarative)
부작용	있음 (Side Effect 발생)	없음 (순수 함수 사용)
데이터 변경	가능 (Mutable)	불가능 (Immutable)
병렬 처리	어려움	쉬움 (Immutable 상태)
가독성	코드 길어질 가능성 있음	간결하고 직관적

📌 OOP는 상태 중심, FP는 데이터 변환 중심!
📌 최근에는 "함수형 스타일 + 객체지향" 혼합 방식 사용이 많아짐!
📌 객체 지향 프로그래밍(OOP) → 클래스 & 객체 중심, 상태(State) 변경 발생
📌 함수형 프로그래밍(FP) → 함수 & 데이터 변환 중심, 상태 변경 최소화

6. 결론

✅ 함수형 프로그래밍(FP)은 "순수 함수 + 불변성"을 기반으로 선언형 코드 스타일을 제공
✅ Side Effect(부작용) 없이 안전하고 유지보수가 쉬운 코드 작성 가능
✅ 멀티스레딩, 병렬 처리, 데이터 변환에 강력한 기능 제공
✅ Java, Kotlin, Scala 등에서 활용 가능하며, 최근에는 OOP와 혼합하여 많이 사용

🚀 FP를 활용하면 더 간결하고 안정적인 코드를 작성할 수 있습니다! 🚀

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