함수형 프로그래밍
프로그래밍 패러다임은 프로그래머에게 프로그래밍의 관점을 갖게 해주는 역할을 하는 개발 방법론입니다.
최근의 프로그래밍 패러다임은 크게 아래와 같이 구분할 수 있다.
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명령형 프로그래밍: 무엇(What)을 할 것인지 나타내기보다 어떻게(How) 할 건지를 설명하는 방식
- 절차지향 프로그래밍: 수행되어야 할 순차적인 처리 과정을 포함하는 방식 (C, C++)
- 객체지향 프로그래밍: 객체들의 집합으로 프로그램의 상호작용을 표현 (C++, Java, C#)
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선언형 프로그래밍: 어떻게 할건지(How)를 나타내기보다 무엇(What)을 할 건지를 설명하는 방식
- 함수형 프로그래밍: 순수 함수를 조합하고 소프트웨어를 만드는 방식
등장
명령형 프로그래밍을 기반으로 개발했던 개발자들은 개발하는 소프트웨어의 크기가 커짐에 따라, 복잡하게 엉켜있는 스파게티 코드를 유지보수하는 것이 매우 힘들다는 것을 깨닫게 되었다. 그리고 이를 해결하기 위해 함수형 프로그래밍이라는 프로그래밍 패러다임에 관심을 갖게 되었다. 함수형 프로그래밍은 거의 모든 것을 순수 함수로 나누어 문제를 해결하는 기법으로, 작은 문제를 해결하기 위한 함수를 작성하여 가독성을 높이고 유지보수를 용이하게 해준다.
유명한 책인 클린 코드(Clean Code)의 저자 Robert C.Martin은 함수형 프로그래밍을 대입문이 없는 프로그래밍이라고 정의하였다.
특징
부수 효과가 없는 순수 함수를 1급 객체로 간주하여 파라미터나 반환값으로 사용할 수 있으며, 참조 투명성을 지킬 수 있다.
부수효과(Side Effect)
여기서 부수효과(Side Effect)란 다음과 같은 변화 또는 변화가 발생하는 작업을 의미한다.
- 변수의 값이 변경됨
- 자료 구조를 제자리에서 수정함
- 객체의 필드값을 설정함
- 예외나 오류가 발생하며 실행이 중단됨
- 콘솔 또는 파일 I/O가 발생함
순수 함수(Pure Function)
그리고 이러한 부수 효과(Side Effect)들을 제거한 함수들을 순수 함수(Pure Function)이라고 부르며, 출력이 입력에만 의존하는 것을 의미합니다.
- Memory or I/O의 관점에서 Side Effect가 없는 함수
- 함수의 실행이 외부에 영향을 끼치지 않는 함수
순수 함수(Pure Function)의 장점
- 함수 자체가 독립적이며 Side-Effect가 없기 때문에 Thread에 안전성을 보장받을 수 있다.
- Thread에 안정성을 보장받아 병렬 처리를 동기화 없이 진행할 수 있다.
1급 객체(First-Class Object)
그리고 1급 객체란 다음과 같은 것들이 가능한 객체를 의미한다.
- 변수나 데이터 구조 안에 담을 수 있다.
- 파라미터로 전달 할 수 있다.
- 반환값으로 사용할 수 있다.
- 할당에 사용된 이름과 무관하게 고유한 구별이 가능하다.
- 변수나 메서드에 함수를 할당할 수 없음
- 함수 안에 함수를 매개변수로 담을 수 있음
- 함수가 함수를 반환할 수 있습니다.
함수형 프로그래밍에서 함수는 1급 객체로 취급받기 때문에 위의 예제에서 본 것 처럼 함수를 파라미터로 넘기는 등의 작업이 가능한 것이다.
또한 우리가 일반적으로 알고 개발했던 함수들은 함수형 프로그래밍에서 정의하는 순수 함수들과는 다르다는 것을 인지해야 한다.
고차 함수
고차함수란 함수가 함수를 값처럼 매개변수로 받아 로직을 생성할 수 있는 것을 의미합니다.
- 함수를 인자로써 전달 할 수 있어야 한다.
- 함수의 반환 값으로 또 다른 함수를 사용 할 수 있다
참조 투명성(Referential Transparency)
마지막으로 참조 투명성(Referential Transparency)이란 다음과 같다.
- 동일한 인자에 대해 항상 동일한 결과를 반환해야 한다.
- 참조 투명성을 통해 기존의 값은 변경되지 않고 유지된다.(Immutable Data)
함수형 프로그래밍의 장단점
(장점)
- 높은 수준의 추상화를 제공한다
- 함수 단위의 코드 재사용이 수월하다
- 불변성을 지향하기 때문에 프로그램의 동작을 예측하기 쉬워진다
(단점)
- 순수함수를 구현하기 위해서는 코드의 가독성이 좋지 않을 수 있다
- 함수형 프로그래밍에서는 반복이 for문이 아닌 재귀를 통해 이루어지는데 (deep copy), 재귀적 코드 스타일은 무한 루프에 빠질 수 있다
- 순수함수를 사용하는 것은 쉬울 수 있지만 조합하는 것은 쉽지 않다
참고
https://jongminfire.dev/%ED%95%A8%EC%88%98%ED%98%95-%ED%94%84%EB%A1%9C%EA%B7%B8%EB%9E%98%EB%B0%8D%EC%9D%B4%EB%9E%80
https://mangkyu.tistory.com/111
