FP in JS (자바스크립트로 접해보는 함수형 프로그래밍) - 코드 스타일

자바스크립트로 하는 함수형 프로그래밍에 대해서 글을 써볼까 합니다. 우연한 기회로 함수형 프로그래밍에 대한 관심을 갖게 됐고, 프론트엔드 개발을 하면서 적용했던 함수형 프로그래밍에 대해서 다뤄볼 예정입니다.

첫 번째 글은 함수형 프로그래밍의 모양새를 살펴보도록 하겠습니다. 절차지향 프로그래밍이 보편적으로 많이 사용되기 때문에 대다수의 개발자들은 절차지향에 많이 익숙해져 있습니다. 처음부터 함수형 프로그래밍으로 들어가면 다소 거부감을 느낄 수 있을거라 생각합니다. 저 또한 처음 접할때는 많이 혼란스러웠던 부분들이 있었습니다. 그래서 가벼운 마음으로 어떻게 생겼는지 먼저 살펴보도록 하겠습니다.

함수형 프로그래밍은 어떻게 생겼을까?

코드 예제를 살펴보겠습니다.

함수형 프로그래밍 스터디를 시작하려고 합니다. 스터디 참여를 희망하는 사람들에게 이름을 제출해달라고 했습니다. 제출한 희망자 목록은 아래와 같습니다.

const names = [
  'leah kelly',
  'christian_Nolan',
  'Alexander james',
  'Tim-Mackenzie',
  'dan_Hunter',
  'Ryan Bower',
  'Frank_chapman',
  'Dorothy-Sanderson',
  'Fiona_Glover',
  'Robert Edmunds',
];

이름 형식에 통일성이 없어서 같은 형식으로 맞춰야 합니다. 아래 규칙에 따라 희망자 목록을 바꿔보겠습니다.

• 성과 이름은 대문자로 시작한다. // leah kelly => Leah Kelly
• 성과 이름 사이 구분은 공백으로 한다. // christian_Nolan => christian Nolan
• 추가적으로 오름차순으로 정렬한다. // ['c...', 'A...'] => ['A...', 'c...']

절차지향형 코드 스타일

함수형 프로그래밍 스타일을 살펴보기에 앞서 모두가 익숙한 절차지향형 코드를 먼저 보겠습니다.

const result = [];

for (let i = 0; i < names.length; i += 1) {
  const name = names[i];
  const spaceName = name.replace(/(_|-)/, " ");
  const splitName = spaceName.split(" ");

  for (let j = 0; j < splitName.length; j += 1) {
    let partName = splitName[j];
    partName = partName.charAt(0).toUpperCase() + partName.slice(1);
    splitName[j] = partName;
  }

  result.push(splitName.join(' '))
}

result.sort();

for 루프를 이용해서 이름 배열을 돌면서 처리하도록 합니다.

for (let i = 0; i < names.length; i += 1) {
	...
}

성과 이름 사이를 공백으로 바꿔주기 위해 밑줄(_)과 대시(-)를 공백으로 바꿔줍니다.

const spaceName = name.replace(/(_|-)/, " ");

성과 이름의 첫 글자를 대문자로 바꿔주기 위해 성에 해당하는 파트와 이름에 해당하는 파트를 각 각 처리합니다.

let partName = splitName[j];
partName = partName.charAt(0).toUpperCase() + partName.slice(1);
splitName[j] = partName;

오름차순 정렬을 위해 sort 메소드를 이용합니다.

result.sort();

코드를 실행하면 우리가 원하는대로 목록을 바꿀 수 있습니다.

[
  "Alexander James",
  "Christian Nolan",
  "Dan Hunter",
  "Dorothy Sanderson",
  "Fiona Glover",
  "Frank Chapman",
  "Leah Kelly",
  "Robert Edmunds",
  "Ryan Bower",
  "Tim Mackenzie"
]

함수형 프로그래밍 코드 스타일

이번엔 함수형 프로그래밍 코드 스타일을 살펴볼까요?

const replaceSpace = (str) => {
  return str.replace(/(_|-)/, ' ');
}

const startCase = (str) => {
  return str.charAt(0).toUpperCase() + str.slice(1);
}

const changePartStartCase = (str) => {
  return str.split(' ').map(startCase).join(' ')
}

names
.map(name => replaceSpace(name))
.map(name => changePartStartCase(name))
.sort()

Array.prototype.map 을 이용해서 이름을 순회합니다. 각 이름에 대해서 밑줄(_) 또는 대시(-) 문자를 공백으로 바꿔줍니다.

우리가 새롭게 만든 replaceSpace 라는 함수를 이용합니다.

names
.map(name => replaceSpace(name))

성과 이름을 공백으로 구분해준 결과에 Array.prototype.map을 바로 이용해 성과 이름이 대문자로 시작하도록 바꿔줍니다. changepartStartCase 라는 함수를 이용해서 바꿔줍니다.

names
.map(name => replaceSpace(name))
.map(name => changePartStartCase(name))

잠시 changepartStartCase 함수를 살펴보도록 하겠습니다.

문자열을 받아서 공백으로 조깹니다. 쪼갠 각 각의 문자열을 Array.prototype.map으로 순회하면서 첫 글자를 대문자로 바꿔줍니다. 마지막으로 다시 join을 이용해 하나의 문자열로 합쳐줍니다.

const changePartStartCase = (str) => {
  return str.split(' ').map(startCase).join(' ')
}

그리고 마지막 줄 sort를 이용해 오름차순으로 정렬합니다.

names
.map(name => replaceSpace(name))
.map(name => changePartStartCase(name))
.sort()

스타일 비교

절차지향형 스타일과 함수형 스타일을 잠시 살펴봤습니다. 어떤가요? 절차지향형 스타일과 함수형 스타일의 사이에 확연한 차이를 느끼셨을거라 생각합니다.

첫 째, 변수의 사용

절차지향 스타일은 변수를 이용합니다. 중간 값을 변수에 저장하고 변수를 변경하여 다시 저장합니다. 이 변수를 이용해 최종적으로 원하는 값을 만들어 냅니다.

const name = names[i];
const spaceName = name.replace(/(_|-)/, " ");
const splitName = spaceName.split(" ");

반면, 함수형 스타일은 어떤가요? let, const 등의 변수 선언 문이 없습니다. 물론 위 예제에서는 화살표 함수를 이용했기 때문에 const를 이용해서 함수를 선언하긴 했습니다. 만약 화살표 함수를 일반 함수 선언문으로 바꾼다면 const 형태로 할당하는 문장은 하나도 남지 않게 될 것입니다. 그렇다고 함수형 프로그래밍에서 절대로 변수를 쓰면 안된다 라는 생각은 위험할 수 있습니다. 때에 따라 변수를 적당히 섞어줘야 편할때도 많으니까요.

names
.map(name => replaceSpace(name))
.map(name => changePartStartCase(name))
.sort()

둘 째, 코드 표현

말이 어려운데 둘 중 하나라고 생각하면 될것 같습니다. 어떻게(How)를 표현하느냐, 무엇(What)을 표현하느냐 입니다.

절차지향 스타일은 코드가 어떻게 해야 하는지를 표현합니다. 이름에서 밑줄(_)과 대시(-) 문자를 공백으로 바꾼다. 성과 이름을 대문자로 시작하도록 하기 위해서 공백으로 쪼개고 첫 글자만 대문자로 바꾸고... 등등. 최종 목표 값을 만들기 어떻게 해야 하는지를 코드로 표현합니다.

반면, 함수형 스타일은 코드가 무엇을 하는지 표현합니다. 각 이름에서 공백으로 바꿔야 한다(replaceSpace). 그리고 각 파트를 대문자로 시작하도록 해야 한다(changePartStartCase). 마지막으로 정렬해야 한다(sort).

셋 째, 함수 기반

절차지향 스타일 예제에서 함수를 하나도 사용하지 않았다고 해서 절차지향은 무조건 함수를 쓰지 않는다는 뜻은 아닙니다. 필요에 따라서 함수를 만들어서 사용할 수 있습니다. 하지만, 함수형 스타일에 비해서 함수에 의존도가 낮다는 뜻입니다.

함수형 스타일에서는 기본적으로 함수를 기반으로 코드가 동작합니다. 함수를 만들고 함수를 조합하는 방식으로 코드를 만들어 갑니다.

const replaceSpace = (str) => {
  return str.replace(/(_|-)/, ' ');
}

const startCase = (str) => {
  return str.charAt(0).toUpperCase() + str.slice(1);
}

const changePartStartCase = (str) => {
  return str.split(' ').map(startCase).join(' ')
}

위 예제에서도 절차지향의 코드에서 중요 로직을 함수로 분리하고 함수를 조합하는 방식으로 최종 결과를 만들어 냈습니다.

함수형 스타일 한 스텝 더!

위 함수형 예제에서 주요 로직을 함수로 분리하는 작업을 거쳐서 함수를 조합했습니다. 그 중에서도 startCase 라는 함수처럼 간단하지만 직접 구현하려면 귀찮은 함수들이 많이 필요하게 됩니다. 이 처럼 간단하고 자주 쓰이는 함수를 제공하는 라이브러리가 있습니다. 대표적으로 많이 사용하는 lodash와, 함수형 프로그래밍에 최적화 된 ramdajs를 소개하도록 하겠습니다.

두 가지 모두 간단하면서도 유용한 함수들을 제공합니다. 대표적인 예로 위 예제에서 사용했던 replace, startCase, join, split 등등 많은 기능을 제공합니다.

이 두가지 라이브러리를 이용해서 위 예제를 구현한 코드를 살펴보겠습니다.

lodash 메소드 체이닝

import _ from 'lodash';

_.chain(names)
 .map(name => name.replace(/()_|-/, " "))
 .map(_.startCase)
 .sort()
 .value();

메소드 체이닝은 _.chain을 이용해서 메소드 체인을 시작합니다. 이후 점(.)을 이용해 지속적으로 체이닝을 이어 나가며 데이터를 처리해 나갑니다. 마지막에 value를 호출해서 최종적으로 값을 추출해 냅니다.

_.chain에 names로 호출을 하면 결과 값으로 LodashWrapper 라는 객체가 반환됩니다. 이 LodashWrapper를 이용해서 체이닝을 이어 나가게 됩니다.

ramdajs 메소드 파이프라인

import { replace, toUpper, map, pipe, sortBy, identity } from 'ramda';

const startCase = (str) => {
  return replace(/(\b\w(?!\s))/g, toUpper, str);
}

pipe(
  map(replace(/(_|-)/, ' ')),
  map(startCase),
  sortBy(identity)
)(names);

메소드 파이프라인은 pipe 라는 함수에 처리할 로직 함수들을 먼저 전달하고 마지막으로 names를 전달해서 처리합니다. 파이프라인도 마찬가지로 위에서부터 아래로 처리 결과를 흘려보내주면서 최종적으로 결과를 반환합니다.

ramdajs에서는 startCase 함수를 제공하지 않아 직접 구현해서 사용했습니다.

메소드 체이닝과 메소드 파이프라인의 차이는 뭘까?

메소드 체인은 점(.)을 이용해서 LodashWrapper에서 제공하는 메소드를 이용해 데이터를 처리해 나갑니다. 반면, 메소드 파이프라인은 pipe 라는 함수에 원하는 함수를 차례대로 인자로 넘겨서 데이터를 처리해 나갑니다.
여기서 차이를 느끼셨나요? 메소드 체이닝은 LodashWrapper 객체를 이용하기 때문에 여기서 제공하는 메소드만을 사용할 수 있습니다. 즉, 단단한 결합으로 돼있다고 볼 수 있을것 같습니다.
다음으로 메소드 파이프라인은 원하는 함수를 만들어서 중간에 끼워 넣을 수 있습니다. 즉, 느슨한 결합으로 돼있다고 보면 될 것 같습니다.
한 마디로 제한된 표현성과 유연함의 차이라고 생각하시면 됩니다.

아직 잘 와닿지 않는 분들을 위해 예제를 하나 들겠습니다.

const person = {
  name: 'Nakta',
  age: 31,
  work: 'programmer'
};

• age 필드를 지운다.
• work 필드 명을 job 으로 바꾼다.

메소드 체이닝

const rename = (keysMap, obj) => {
  ... // 구현부 생략
}
  
const omittedAge = _.chain(person)
 .omit(['age'])
 .value()

const result = rename({work: 'job'}, omittedAge)

메소드 체이닝 만으로는 불가능합니다. 필드 명을 바꿔주는 메소드는 LodashWrapper에서 제공하지 않기 때문입니다. 메소드 체이닝이 끝난 결과값에서 필드명을 바꿔주는 작업을 다시 한번 해줘야 합니다.

메소드 파이프라인

const rename = (keysMap, obj) => {
  ... // 구현부 생략
}

pipe(
  omit(['age']),
  rename({work: 'job'})
)(person)

메소드 파이프라인은 함수를 파라미터로 넘기기 때문에 제약 없이 함수를 끼워 넣을 수 있습니다.
이런 특성 때문에 파이프라인이 체이닝 보다 더 유연하다고 할 수 있는것입니다.

종합

절차지향 스타일과 함수형 스타일을 살펴봤습니다. 두 스타일의 차이를 세가지로 생각해 봤습니다.
1. 변수 사용 유무.
2. 코드 표현 방식. 어떻게와 무엇.
3. 함수 기반 구현.

함수형 코드 스타일 중 메소드 체이닝과 메소드 파이프라인을 살펴봤습니다.

• 단단한 결합 <-> 느슨한 결합. 즉, 유연성의 차이.

다음은?

다음 글은 함수 컴포지션과 커링에 대해서 써보도록 하겠습니다.