[functional-js] 지연평가1

younoah·2021년 2월 6일

JavaScript lazy evaluation 지연평가

[functional-js]

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이 글은 유인동님의 함수형 프로그래밍 강의내용을 정리한 글입니다.

지연 평가 (Lazy Evaluation)

느긋한 연산(지연 평가)은 계산의 결과 값이 필요할 때 까지 계산을 늦추는 기법이다. 필요할 때까지 계산을 늦추어 불필요한 계산을 줄일수 있다.

지연평가의 이점

불필요한 계산을 하지 않으므로 빠른 계산이 가능하다.
무한 자료 혹은 큰 범위의 자료 구조를 부담없이 사용할 수 있다.
복작합 수식에서 오류를 피할 수 있다.

제너레이터와 이터러블 프로토콜을 따르는 함수들과 함께 사용하면 지연평가를 구현할 수 있다.

range

지정한 범위만큼 배열을 생성하는 함수

const range = length => {
  let i = -1;
  let res = [];
  while (++i < length) {
    res.push(i);
  }
  return res;
};

var list = range(4);
console.log(list); // [0, 1, 2, 3], 값이 생성되었다.
console.log(reduce(add, list)); // 6

L.range

제너레이터를 활용하여 range함수 구현

const L = {};

L.range = function* (length) {
  let i = -1;
  while (++i < length) {
    yield i;
  }
};

var list = L.range(4);
console.log(list); // L.range {<suspended>}, 값이 생성되지 않았다.
console.log(reduce(add, list)); // 6 <- 순회 평가가 발생할 때 동적으로 값이 생성된다.

제너레이터를 활용하면 지연 평가되는 range를 구현할 수 있다.

지정한 범위만큼 배열을 미리 생성하지 않고, 평가할 때 동적으로 생성하는 함수이다.

실제로 순회가 발생하는 평가가 실행될 때 동적으로 값을 생성한다.

take

이터러블에서 limit개수만큼 뽑아내어 배열로 반환하는 함수

const take = (limit, iter) => {
  let res = [];
  for (const a of iter) {
    res.push(a);
    if (res.length == limit) return res;
  }
  return res;
};

// range
console.time('');
console.log(take(5, range(100000))); // [0, 1, 2, 3, 4]
console.timeEnd('');
// 4.06982421875 ms

//L.range
console.time('');
console.log(take(5, L.range(100000))); // [0, 1, 2, 3, 4]
console.timeEnd('');
// 0.299072265625 ms

range 같은 경우 100000의 배열을 만든 후 5개를 출력하지만, L.range 는 미리 배열을 만들지 않고, 필요한 5개의 값만 만든다.

또한 range 같은 겨우 infinity 값을 인자로 사용할 수 없지만, L.range 는 인자로 infinity 값을 집어 넣어 사용할 수 있다.

지연성을 가진 함수로 구현

L.map

L.map = curry(function* (f, iter) {
  for (const a of iter) yield f(a);
});

var it = L.map(a => a + 10, [1, 2, 3]); // 이 때 까지는 값이 생성이 안되어 있다.

// 순회평가가 발생할 때 값이 생성된다.
console.log(it.next()); // {value: 11, done: false}
console.log(it.next()); // {value: 12, done: false}
console.log(it.next()); // {value: 13, done: false}

L.map은 새로운 Array를 만들지 않고, 이터러블을 순회하면서, 각 요소에 대해 함수를 적용한 값을 yield를 통해 게으른 평가를 수행한다.

L.filter

L.filter = curry(function* (f, iter) {
  for (const a of iter) if (f(a)) yield a;
});

var it = L.filter(a => a % 2, [1, 2, 3, 4]);
console.log(it.next()); // {value: 1, done: false}
console.log(it.next()); // {value: 3, done: false}

L.map과 거의 유사한데, 이터러블을 순회하면서, 조건결과 값이 참인 경우에만 값을 yield를 통해 발생한다.

참고

https://opentogether.tistory.com/72

https://kjwsx23.tistory.com/292

엄격한 평가와 지연 평가의 평가 순서

지연 평가는 필요한 정보만 평가하므로, 일반적인 엄격한 평가보다 훨씬 빠른 것을 나타냄을 보여줄 수 있는데 아래 예시를 통해서 각각의 평가의 순서를 알아보자.

// 엄격한 평가
go(range(10),
    map(n => n + 10),
    filter(n => n % 2),
    take(2),
	console.log
);

// 지연 평가
go(L.range(10),
    L.map(n => n + 10),
    L.filter(n => n % 2),
    take(2),
    console.log
);

엄격한 평가

range 에서 0부터 9를 담은 배열을 먼저 생성한 후에, 그 생성한 배열을 map 으로 넘기고, 그 결과 배열을 다시 filter 로 넘기고, 다시 take 로 넘기 면서 순차적으로 평가된다.

순서는 아래와 같다.

지연 평가

지연 평가 함수인 L.range , L.map , L.filter 함수들은 이터레이터를 생성한 후 대기를 한다. 제일 먼저 take 함수가 실행되면서 L.filter 에게 값을 하나 요청한다. L.filter 는 다시 L.map 에게 값을 하나 요청하고 L.map 은 다시 L.range 에게 값을 하나 요청한다.

즉, take -> L.filter -> L.map -> L.range 순으로 실행이 된다.

L.range 에서 0을 생성한 후, L.map 에서 이 요소에 10을 더한 후, L.filter 가 그 값을 판별해 false 되어 더이상 go함수를 진행하지 않고, 다시 L.range 에서 1을 생성하는 식으로 반복한다.

순서는 아래와 같다.