Kotlin in Action 2판 10장 고차 함수 람다를 파라미터와 반환값으로 사용

Kotlin In Action 2판 정리 - 10장 고차 함수

10 고차 함수: 람다를 파라미터와 반환값으로 사용

• 함수 타입
• 고차 함수로 코드 구조화
• 인라인 함수
• 비로컬 return과 레이블
• 익명 함수

10장은 고차 함수 만들기와 인라인 함수 최적화 설명함.

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10.1 고차 함수: 다른 함수를 인자로 받거나 반환하는 함수

고차 함수란

• 다른 함수를 인자로 받거나 반환하는 함수임.
• 람다나 함수 참조를 인자로 넘기거나 반환함.
• filter, map 등이 대표적 고차 함수.

예시:

list.filter { it > 0 }

• filter는 술어 함수 (T) -> Boolean을 인자로 받음.

함수 타입은 람다의 파라미터 타입과 반환 타입을 지정한다

val sum = { x: Int, y: Int -> x + y }
val action = { println(42) }

컴파일러가 함수 타입 추론함.

실제 타입을 명시했을 때 예시

val sum: (Int, Int) -> Int = { x, y -> x + y }
val action: () -> Unit = { println(42) }

• Unit 반환 시에도 명시해야 함.
• 람다 내부에서는 타입 생략 가능.

Nullable 처리

var canReturnNull: (Int, Int) -> Int? = { x, y -> null }
var funOrNull: ((Int, Int) -> Int)? = null

• 괄호 위치에 따라 의미 달라짐.
• 반환 타입이 널인지, 함수 전체가 널인지 구분함.

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10.1.2 인자로 받은 함수 호출하기

고차 함수 작성 예

fun twoAndThree(operation: (Int, Int) -> Int) {
    val result = operation(2, 3)
    println("The result is $result")
}

fun main() {
    twoAndThree { a, b -> a + b }
    twoAndThree { a, b -> a * b }
}

• 함수 타입을 인자로 받아 호출함.
• 일반 함수처럼 괄호로 호출.
• 파라미터 이름은 타입 검사에 영향 없음.

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filter 함수 직접 구현하기

String.filter 구현 예(매개변수로 술어를 취하는 함수 선언)

fun String.filter(predicate: (Char) -> Boolean): String {
    return buildString {
        for (char in this@filter) {
            if (predicate(char)) append(char)
        }
    }
}

• 각 문자를 predicate로 검사하여 true면 결과 문자열에 추가

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10.1.3 자바와 코틀린 함수 타입

코틀린 람다를 자바에서 사용할 수 있는 이유

코틀린은 SAM 변환(Single Abstract Method 변환) 을 지원함.

• SAM 변환: 추상 메서드가 하나만 있는 자바 인터페이스에 코틀린 람다를 전달할 수 있게 해줌.
• 즉, 자바 메서드가 함수형 인터페이스를 요구할 때, 코틀린 람다를 인자로 넘길 수 있음.

예시:

코틀린 고차 함수 선언:

fun processTheAnswer(f: (Int) -> Int) {
    println(f(42))
}

자바 호출:

processTheAnswer(number -> number + 1);

• number -> number + 1은 (Int) -> Int 함수 타입을 만족하는 람다.
• 자바에서는 람다 → 익명 클래스 형태로 변환되어 전달됨.

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코틀린의 함수 타입은 내부적으로 무엇인가?

코틀린 함수 타입은 내부적으로 FunctionN 인터페이스를 구현함.

따라서, 코틀린에서는 함수 타입을 변수처럼 다루지만,
실제로는 FunctionN 인터페이스 인스턴스로 처리됨.

processTheAnswer 함수 내부 실제 모습:

fun processTheAnswer(f: Function1<Int, Int>) {
    println(f.invoke(42))
}

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자바에서 코틀린 함수 타입 호출 시 주의사항

• 자바에서는 코틀린의 함수 타입을 직접 표현할 방법이 없음.
• 대신, 코틀린 함수 타입을 SAM 인터페이스처럼 익명 클래스 형태로 전달함.

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코틀린 확장 함수를 자바에서 호출할 때 주의할 점

코틀린의 확장 함수는 실제로 정적 메서드(static method) 로 변환됨.

• 첫 번째 인자로 수신 객체(receiver)를 명시적으로 넘겨야 함.

예시:

코틀린 확장 함수:

fun List<String>.forEach(action: (String) -> Unit)

자바에서는 이렇게 호출해야 함:

List<String> strings = new ArrayList<>();
strings.add("42");

// CollectionsKt 패키지에 위치함
CollectionsKt.forEach(strings, s -> {
    System.out.println(s);
    return Unit.INSTANCE;
});

• 첫 번째 인자로 리스트 strings를 명시적으로 전달.
• 람다 내부에서 코틀린의 Unit 객체를 반환해야 함.

10.1.4 함수 타입 기본값 & 널 처리

기본값 설정

fun <T> Collection<T>.joinToString(
    separator: String = ", ",
    prefix: String = "",
    postfix: String = "",
    transform: (T) -> String = { it.toString() }
): String

• transform 기본값 지정을 통해서 T 객체의 toString() 지원이 불확실할 경우에 대비할 수 있음

다른 접근 방식으로 기본 값 대신 Nullable한 형식을 사용할 수 있음

널이 될 수 있는 함수 타입

fun foo(callback: (() -> Unit)?) {
    callback?.invoke()
}

• nullable한 함수 타입의 경우 invoke 안전 호출 가능함.

joinToString 개선 버전:

fun <T> Collection<T>.joinToString(
    separator: String = ", ",
    prefix: String = "",
    postfix: String = "",
    transform: ((T) -> String)? = null
): String {
    val result = StringBuilder(prefix)
    for ((index, element) in this.withIndex()) {
        if (index > 0) result.append(separator)
        val str = transform?.invoke(element) ?: element.toString()
        result.append(str)
    }
    result.append(postfix)
    return result.toString()
}

10.1.5 함수를 반환하는 함수

함수를 반환하는 함수의 경우는 함수를 인자로 받는 경우보다는 적다, 다만 그럼에도 유용하게 쓰인다고 책은 얘기한다.

아래는 사용자가 선택한 요금제에 따라 결제 방법이 달라지는 경우에 대한 예제이다.

예제: 배송비 계산기

enum class Delivery { STANDARD, EXPEDITED }
class Order(val itemCount: Int)

fun getShippingCostCalculator(delivery: Delivery): (Order) -> Double {
    if (delivery == Delivery.EXPEDITED) {
        return { order -> 6 + 2.1 * order.itemCount }
    }
    return { order -> 1.2 * order.itemCount }
}

fun main() {
    val calculator = getShippingCostCalculator(Delivery.EXPEDITED)
    println("Shipping costs ${calculator(Order(3))}")
    // Shipping costs 12.3
}

• Delivery 상태에 따라 다른 람다 반환함.
• Order 객체를 인자로 받아 코스트를 최종적으로 반환
• 근데 파람 두개를 받으면 똑같은 동작이 되는데 함수를 반환했을 때의 이점이 뭔지는 잘 모르겠음

10.1.6 람다로 코드 중복 줄이기

함수타입과 람다식은 재사용 가능한 코드를 만들기 위한 아주 좋은 도구다.

아래 예시는 이러한 재사용성의 이점을 보여주기 위한 예제로 방문한 사이트의 기록 작업을 수행하는 예제이다

예제: 사이트 방문 기록

data class SiteVisit(val path: String, val duration: Double, val os: OS)
enum class OS { WINDOWS, LINUX, MAC, IOS, ANDROID }

로그 리스트:

val log = listOf(
    SiteVisit("/", 34.0, OS.WINDOWS),
    SiteVisit("/", 22.0, OS.MAC),
    SiteVisit("/login", 12.0, OS.WINDOWS),
    SiteVisit("/signup", 8.0, OS.IOS),
    SiteVisit("/", 16.3, OS.ANDROID)
)

중복 제거 전

val averageWindowsDuration = log
    .filter { it.os == OS.WINDOWS }
    .map(SiteVisit::duration)
    .average()

중복 제거 후

fun List<SiteVisit>.averageDurationFor(os: OS) =
    filter { it.os == os }.map(SiteVisit::duration).average()

더 유연한 고차 함수 사용

fun List<SiteVisit>.averageDurationFor(predicate: (SiteVisit) -> Boolean) =
    filter(predicate).map(SiteVisit::duration).average()

• predicate 함수를 파람으로 넘김으로 OS 뿐만 아니라 다양한 조건에 대해 재사용 가능함.

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10.1 장 요약

• 고차 함수는 코드 구조 개선, 중복 제거에 효과적임.
• 함수 타입과 람다를 적극적으로 활용할 수 있음.
• 전략 패턴 등 객체지향 디자인 패턴도 단순화 가능함.

10.2~ 장 요약 준비 중