Skip to content

Latest commit

 

History

History
223 lines (166 loc) · 9.28 KB

item46.md

File metadata and controls

223 lines (166 loc) · 9.28 KB
Raw

Item46. 스트림에서는 부작용 없는 함수를 사용하라

스트림은 처음 봐서는 이해하기 어려울 수 있습니다. 원하는 작업을 스트림 파이프 라인으로 표현하는 것 조차 어려울지 모릅니다. 성공하여 프로그램이 동작하더라도 장점이 무엇인지 쉽게 와 닿지 않을 수도 있습니다. 스트림은 그저 또 하나의 API가 아닌, 함수형 프로그래밍에 기초한 패러다임이기 때문입니다. 스트림이 제공하는 표현력, 속도, (상황에 따라서는)병렬성을 얻으려면 API는 말할 것도 없고 이 패러다임까지 함께 받아들여야 합니다.

스트림 패러다임의 핵심은 계산을 일련의 변환(transformation) 으로 재구성하는 부분입니다. 이때 각 변환 단계는 가능한 한 이전 단계의 결과를 받아 처리하는 순수 함수(pure function) 여야 합니다. 순수 함수란 오직 입력만이 결과에 영향을 주는 함수를 말합니다. 다른 가변 상태를 참조하지 않고, 함수 스스로도 다른 상태를 변경하지 않습니다. 이렇게 하려면 스트림 연산에 건네는 함수 객체는 모두 부작용(side effect)가 없어야 하므로 순수 함수이어야 합니다.

Side effect가 있는 스트림 코드

func sideEffectStream(file: String) {
    var frequency = [String: Int]()
    let words = file.split(separator: " ").map { String($0) }
    words.forEach { word in
        frequency.merge(key: word.lowercased(), value: 1) { count, increment count + increment }
    }
    print(frequency)
}

extension Dictionary {
    mutating func merge(key: Key, value: Value, remappingHandler: (Value, Value) -> (Value)) {
        let oldValue = self[key]
        let newValue = (oldValue == nil) ? value : remappingHandler(oldValue!, value)

        self[key] = newValue
    }
}

sideEffectExample(file: "Hello I'm Jason. Why not? i'm jason.") // ["not?": 1, "hello": 1, "jason.": 2, "why": 1, "i\'m": 2]

위 코드는 외부 상태(frequency)를 수정하며 side-effect를 발생시키는 스트림 코드입니다. forEach 문으로 반복적으로 frequency를 수정하는 것을 알 수 있습니다.
forEach가 그저 스트림이 수행한 연산 결과를 보여주는 일 이상을 하는 것을 보니 나쁜 코드일 것 같은 냄새가 납니다. forEach가 계산을 하는 코드는 보통 외부 값을 수정하는 side effect가 일어나는 코드이기 때문입니다.

다음은 올바르게 작성한 스트림 코드를 보겠습니다.

Side effect가 없는 스트림 코드

func nonSideEffectExample(file: String) {
    let words = file.split(separator: " ").map { String($0) }
    let frequency: [String: Int] = [String: [String]](
        grouping: words, 
        by:{ $0.lowercased() }
    ).mapValues { values -> Int in values.count }

    print(frequency)
}
@inlinable public init<S>(grouping values: S, by keyForValue: (S.Element) throws -> Key) rethrows where Value == [S.Element], S : Sequence

=> 앞서와 같은 일을 하지만, 이번엔 스트림 API를 제대로 사용했습니다. 그뿐만 아니라 짧고 명확합니다.

forEach문은 보고할 때만 사용하고 계산할 때는 사용하지 마십시오

자바 프로그래머(스위프트도 마찬가지)라면 for-each 반복문을 사용할 줄 알텐데, for-each 반복문은 forEach 종단 연산과 비슷하게 생겼습니다. 하지만 forEach 종단 연산은 종단 연산 중 기능이 가장 적고 가장 '덜' 스트림답습니다. 대놓고 반복적이라서 병렬화할 수도 없습니다.
forEach 연산은 스트림 계산 결과를 보고할 때만 사용하고, 계산하는 데는 쓰지 마십시오. forEach로 계산한다는 것은 외부 상태를 수정한다는 뜻입니다. 반복문을 사용하세요. 물론 가끔은 forEach문이 스트림 계산 결과를 기존 컬렉션에 추가하는 등의 다른 용도로는 쓰일 수 있습니다.

Collectors Method: toList, toMap, toSet

  • 자바에서는 스트림을 사용하는데 수집기(Collector)를 사용할 수 있습니다. java.util.stream.Collectors 클래스는 메서드를 무려 39개나 가지고 있고, 타입 매개변수가 5개나 되는 것도 있습니다.
    수집기는 총 세가지로, toList(), toMap(), toSet() 가 주인공입니다. 이 중에서 toList()와 toMap()을 알아보았습니다.

  • 스위프트는 따로 Collectors Method를 제공하고 있지 않습니다. 따라서 자바 스트림 코드를 그대로 변환만 해보았습니다.

toList

  • 스트림을 컬렉션 List로 변환해주는 메서드입니다.

Java

List<String> topTen = frequency.keySet().stream()
                .sorted(comparing(frequency::get).reversed())
                .limit(10)
                .collect(Collectors.toList());

Swift

let topTen: [String] = frequency.keys
    .sorted { (lhs, rhs) -> Bool in frequency[lhs]! > frequency[rhs]! }
    .enumerated()
    .filter { (index, _ ) in  return index >= 0 && index < 10 }
    .map { $0.element }

toMap

  • 스트림을 컬렉션 Map으로 변환해주는 메서드입니다.

Java

private static final Map<String, Operation> stringToEnum
                = Stream.of(values()).collect(toMap(Object::toString, e -> e));

Swift

enum Operation: CaseIterable {
    case plus
    case minus
    case times
    case divide

    static func stringToEnum() -> [String: Operation] {
        return [String: [Operation]](
            grouping: allCases, 
            by: { operation in "\(operation)" }
        ).mapValues { value in value.first! }
    } // 일단 이렇게 변환하는게 저는 최선입니다. 
}

Collectors Method: groupingBy

groupingBy 메서드는 Collectors의 또 다른 메서드로, 입력으로 분류함수(classifier)를 받고 출력으로는 원소들을 카테고리별로 모아 놓은 맵을 담은 수집기를 반환합니다. 그리고 이 카테고리가 해당 원소의 맵 키로 쓰입니다.
groupingBy는 다중정의된 메서드로 총 3가지 메서드가 있습니다.

  • classifier만 사용하는 메서드

groupingBy 메서드는 가장 간단한 것으로서 분류함수 classfier만 인수로 받고 Map을 반환합니다. 반환된 맵에 담긴 각각의 값은 해당 카테고리에 속하는 원소들을 모두 담은 List 입니다.

Java

Map<String, List<String>> map = words.collect(groupingBy(word -> alphabetize(word)))

  • classifier와 downstream을 사용하는 메서드

  • groupingBy가 반환하는 수집기가 리스트 외의 값을 갖는 맵을 생성하게 하려면, 분류 함수와 함께 다운스트림(downstream) 수집기도 명시해야 합니다. 아래와 같이 다운스트림 수집기로 counting()을 건네는 방법도 있습니다. 이렇게 하면 각 카테고리(키)를 (원소를 담은 컬렉션이 아닌) 해당 카테고리에 속하는 원소의 개수(값)와 매핑한 맵을 얻는다.

Map<String, Long> frequency;
try(Stream<String> words = new Scanner(file).tokens()) {
    frequency = words.collect(groupingBy(String::toLowerCase, counting()));
}
  • classfier와 downstream, mapFactory를 모두 사용하는 메서드가 있습니다.

Swift

자바의 groupingBy에 대응되는 것은 딕셔너리의 생성자 init(grouping:by:) 라고 할 수 있겠습니다.

  • Declaration

init<S>(grouping values: S, by keyForValue: (S.Element) throws -> Key) rethrows where Value == [S.Element], S : Sequence

=> 선언에서 알수 있듯이 해당 생성자를 사용하면 해당 딕셔너리의 value 타입은 타입 파라미터 S의 배열임을 알 수 있습니다. 즉 타입은 [S: [S]] 입니다.

  • 위 자바 코드에 대응되는 스위프트 코드입니다.
let map: [String: [String]] = [String: [String]].init(grouping: words, by: { (word) in alphabetize(word) })

Swift 의 enumerated, zip

또 스위프트의 스트림을 사용할 때 유용한 메소드로 enumerated 와 zip 이 있습니다.

  • enumerated

쌍의 시퀀스 (n, x)를 반환합니다. 여기서 n은 0에서 시작하는 연속 정수 즉 index를 나타내고, x는 시퀀스의 요소(value)를 나타냅니다.

"Swift"
    .enumerated()
    .forEach { n, x in print(n, x) }
// Prints "0: 'S'"
// Prints "1: 'w'"
// Prints "2: 'i'"
// Prints "3: 'f'"
// Prints "4: 't'"
  • zip

두 타입을 합쳐 tuple로 만들어 주는 기능을 합니다.

예시 코드

let names: Set = ["Sofia", "Camilla", "Martina", "Mateo", "Nicolás"]
zip(names.indices, names)
            .filter { (indice, name) -> Bool in return name.count <= 5}
            .forEach { (indice, name) in print(names[indice]) }
// Prints "Sofia"
// Prints "Mateo"

또 다른 예시 코드

let wizards2 = ["Harry", "Ron", "Hermione", "Draco"]
let animals2 = ["Hedwig", "Scabbers", "Crookshanks"]

for (wizard, animal) in zip(wizards2, animals2) {
    print("\(wizard) has \(animal)")
}

/* 출력 결과
Harry has Hedwig
Ron has Scabbers
Hermione has Crookshanks
*/