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쏙쏙들어오는 함수형 코딩 책 리뷰 & 주요 개념들

2022.10.30 — 2 min read

쏙쏙들어오는 함수형 코딩 책

장장 564p.나 되는 '쏙쏙 들어오는 함수형 코딩(에릭 노먼드 저)'책의 1회독을 끝냈다. 함께 스터디한 팀원들이 없었다면 정말 쉽지 않았을 여정. 그리고 이 책은 정말 친절하다. 함수형 코딩이라는 개념을 처음 접하는 사람들을 대상으로 쓰여진 책이고 중간중간 나오는 연습문제와 챕터 마지막의 결론, 다음 챕터에서의 반복 등으로 어렵지않게 학습할 수 있다. 우리 스터디에서는 연습문제를 스터디 시간에 같이 풀고 토론했는데 그 시간이 더 이해를 높이는데 도움이 되었던 것 같다.

책의 예제는 자바스크립트로 되어있지만, 저자는 이 책이 자바스크립트 책이 아니라고 재차 강조한다. 아마 다른 함수형 언어를 안다면 책을 잘 따라갈 수 있을 듯 하다.

책의 주요 개념들

함수형 프로그래밍(Functional Programming. 이하 FP)이란…

책을 읽기 전까지 나의 나이브한 생각은 ‘부수효과를 만들지 않는 순수함수로 프로그래밍하는 패러다임 ?.?’ 정도였다. 위키피디아의 정의도 거의 비슷하다 : 수학함수를 사용하고 부수효과를 피하는 것이 특징인 프로그래밍 패러다임 그러나!! 저자는 일반적인 FP의 정의대로라면 이메일 전송도 하지 못할것이라고 지적하며, 부수효과를 아얘 만들지 않는게 아니라 잘 다룰 수 있는게 FP라고 말한다.

책에서 다루는 함수형 사고의 가장 중요한 두가지 개념은 액션과 계산, 데이터를 구분해서 생각하는 것, 그리고 일급추상 이다.

액션, 계산, 데이터 그리고 불변성을 지키는 원칙

액션, 계산, 데이터를 구분하고 더 좋은 코드를 위해서는 최대한 액션에서 계산을 분리하고 계산에서 데이터를 분리 해야한다.
- 액션 : 부수효과가 있는 함수. 실행시점과 횟수에 의존한다. ex. 이메일 보내기, db에서 읽어오기
- 계산: 부수효과가 없는 순수함수.
- 데이터: 이벤트에 대한 사실.

액션, 계산, 데이터를 구분하는 것이 왜 중요한가?

1// 계산 구분 전
2var subscribers = ["myang", "soo", "sh"]
3function sendMessagesToSubscribers() {
4    for (var i = 0; i < subscribers.length; i++) {
5        if (getCouponRank(subscribers[i]) == "A") {
6            var message = {
7                title: "title for A grade customers" 
8                body: "You got a best deal: ~~"
9            };  // message 객체는 데이터다.
10            sendMessage(message);
11        } else {
12            var message = {
13                title: "title for B grade customers" 
14                body: "You got a bad deal: ~~"
15            };
16            sendMessage(message);
17        }
18    }
19}
20
21// 계산 구분 후
22function sendMessagesToSubscribers(subscribers) {
23    var messages = messagesForSubscribers(subscribers);
24    for (var i = 0; i < subscribers.length; i++) {
25        sendMessage(message[i]);
26    }
27}
28
29function messagesForSubscribers(subscribers) { // 계산
30    return subscribers.map(subscribers, function(subscriber) {
31        return messageForSubscriber(subscriber);
32    });
33}
34
35function messageForSubscriber(subscriber) {
36    if (getCouponRank(subscribers[i]) == "A") {
37        return {
38            title: "title for A grade customers" 
39            body: "You got a best deal: ~~"
40        };
41    } else {
42        return {
43            title: "title for B grade customers" 
44            body: "You got a bad deal: ~~"
45        };
46    }
47}

액션을 계산으로 바꾸면 재사용, 유지보수, 테스트하기 쉽다.
계산을 조합하여 더 큰 계산을 만들 수 있다.
계산은 동시에 실행되는 것, 실행 맥락, 실행 횟수를 걱정하지 않아도 된다.

어떻게 액션을 계산으로 만들 수 있나

함수에 암묵적 입력(ex. 전역변수를 읽는 것)과 암묵적 출력(ex. console.log)이 있으면 액션.
- 어떤 함수가 암묵적 입력과 출력을 가진다면, 그 함수와 연결된 부분의 동작에 의존하고 강하게 결합됨. 다른 곳에서 사용할 수 없게 된다.
암묵적 입력은 parameter로, 암묵적 출력은 return 값으로 나타내면 계산이 된다.

이 암묵적 입출력을 없애는 과정에서 불변성 구현이 필요하다.

변경 가능한 데이터를 읽는 것은 액션(읽을 때마다 다른 값을 읽을 수 있으므로)이지만, 불변 데이터 구조를 읽는 것은 계산이 된다.
Haskell, Clojure 등의 함수형 프로그래밍 언어는 언어 자체에서 불변성을 구현하고 있다. 그러나 자바스크립트는 직접 구현해야한다.

불변성을 유지하기 위해 적용 가능한 원칙 1) copy-on-write: 어떤 값의 복사본을 만들고, 직접 값을 바꾸지 않는 것.

1// 인자로 전달한 배열을 직접 변경하는 것은 액션이다. (배열이 바뀌는 부수효과가 발생)
2
3var cart = [...] // 전역변수
4remove_item_by_name(cart, 'rubber_duck');
5
6function remove_item_by_name(cart, name) {
7    var idx = null;
8    for(var i = 0; i < cart.length; i++) {
9        if(cart[i].name === name) {
10            idx = i;
11        }
12    if (idx !== null) {
13        cart.splice(idx, 1); // 전역변수를 수정
14    }
15}

1// copy-on-write 적용하여 계산으로 바꾸기
2
3function remove_item_by_name(cart, name) {
4    var new_cart = cart.slice(); // 1. 복사본 만들기
5    for(var i = 0; i < new_cart.length; i++) {
6        if(new_cart[i].name === name) {
7            idx = i;
8        }
9    if (idx !== null) {
10        new_cart.splice(idx, 1); // 2. 복사본 변경하기
11    }
12    return new_cart; // 3. 복사본 리턴하기
13}

불변성을 유지하기 위해 적용 가능한 원칙 2) 방어적 복사: 불변성이 지켜지는 안전지대의 바깥으로 들어오고 나가는 데이터의 복사본을 만들기

1- 바꿀 수 없는 레거시 코드 또는 라이브러리의 함수를 사용해야할 때, 안전지대 바깥과 상호작용 하게 된다.  
2- 이 때 deep copy로 nested data를 복사해야함
3- deep copy는 비용이 많이 듬. 안전지대 안에서는 copy-on-write로 충분하다.
4
5```javascript
6function black_friday_promotion(cart) {
7     // 통제 바깥의 코드. 무슨 일이 일어나는지 알 수 없음. cart를 변경할 수도 있음
8}
9
10function add_item_to_cart(name, price) {
11    // ...
12    var cart_copy = deepCopy(cart); // 데이터가 안전지대에서 나갈 때 복사
13    black_friday_promotion(cart_copy);
14    cart = deepCopy(cart_copy); // 안전지대로 데이터가 들어올 때 복사
15}
16```

** 이렇게 코드짤때마다 신경쓰면서 일일이 다 copy를 해야할까? 에 대한 대안은 immutable.js 같은 라이브러리 사용이 아닐까 싶다. 코틀린의 경우 immutable collection을 쓰는것

일급 추상

일급 객체
- 1) 변수에 할당할 수 있고 2) 함수의 인자로 넘길 수 있고 3)함수의 리턴값으로 받을 수 있고 4) 배열/객체에 담을 수 있으면 일급(first-class)이라고 한다.
- 자바스크립트에서는 함수도 일급 객체다.
고차함수
- 함수를 인자로 받는 함수
- 함수를 리턴하는 함수(커링)도 고차함수에 포함되는 개념
  - 함수를 리턴하기때문에 blablaFunction(a)(b) 같은 문법이 가능하다. blablaFunction(a)의 결과가 또 함수이기 때문에 blablaReturnFunction(b)가 되어서 실행되는 식..
- 고차함수는 뭐가 좋을까?
  - 코드를 추상화할 수 있다.
  - ‘함수 본문을 콜백으로 바꾸기’와 같은 암묵적 출력을 제거하는 리팩토링이 가능해진다.
```
1// 리팩토링 전
2function calc_total(cart) {
3    // ...
4    update_total_dom(total);
5}
6
7// 리팩토링 후
8function calc_total(cart, callback) {
9    // ...
10    callback(total);
11}
```

함수형 도구들: map(), filter(), reduce()
- reduce 함수 특이점!
  - 단순히 누산하는데에만 쓰이지 않고, 여러 쓰임새가 있다.
    - list 형태인 경우 되돌리기(실행취소)를 구현하려면 reduce한거에서 마지막 항목만 빼면 된다.
    - 초기값이 있고 사용자 입력이 순서대로 리스트에 있다면, reduce()로 모든 값을 합쳐 현재 상태를 만들 수 있다.
    - 특정 시점의 시스템 상태 알기(그 시점까지의 history를 reduce하면 되니까)
  - ⇒ 이벤트 소싱과 비슷한 개념.
  - filter, map도 결국 reduce로 만들 수 있다.
```
1function filter(array, f) {
2    return reduce(array, [], function(ret, item) {
3        if (f(item)) {
4            ret.push(item);
5        }
6        return ret;
7    });
8}
```

위의 개념들 외에도 타임라인 커팅, 계층형 설계, 동시성을 다루는 부분들도 나오는데 다 담지는 못하겠다…. 동시성 관련은 조금더 공부해서 따로 글을 써보고 싶다.

입문서라 길게 공부했음에도 이 책만으로 함수형 프로그래밍은 맛보기만 한 기분이다. 다음 책은 무엇으로..?