Skip to content

고차 함수 (Higher-Order-Function)와 함수 타입 (Function Type)

#kotlin

참고 자료

1. 고차 함수

고차 함수 high order function

  • 람다를 인자로 받고나 반환하는 함수
  • 고차 함수를 활용하면 코드 중복을 없애고 더 나은 추상화를 구축할 수 있다.

Example

위 filter 함수의 시그니쳐를 코드는 아래와 같다.

public inline fun <T> Iterable<T>.filter(predicate: (T) -> Boolean): List<T> {
    return filterTo(ArrayList<T>(), predicate)
}

여기 정리하고자 하는 개념이 모두 포함되어 있다.

  1. 함수 타입 function type
  2. 인라인 inline 함수

가 바로 그것들이다. 이 장에서는 함수 타입에 대해서 알아보고 인라인 함수는 별도의 문서를 통해 정리해보자!

2. 함수 타입

A. 코틀린 함수 타입 문법

  • (A, B) -> C
  • val myFun : (A, B) -> C = ... 와 같이 활용할 수 있다.
  • 이때 myFun 함수는 A, B 타입 두개의 아규먼트를 받아 C 타입의 값을 반환한다.

B. ⚠ Unit 과 함수 타입

  • 파라미터의 타입 목록은 빌 수 있다. (e.g. val aSupplier : ( ) -> A = ...)
  • 하지만 Unit 리턴 타입은 생략 될 수 없다. (e.g. val aConsummer : A -> = ...)

C. 파라미터 이름과 함수 타입

fun performReq(
    url: String,
    callback: (code: Int, content:String) -> Unit
) {
    // ...
}
  • 파라미터 이름을 지정해 가독성을 높일 수 있다.
  • 컴파일러는 타입 검사시에 파라미터 이름은 무시한다.

D. Receiver Type 과 함수 타입

fun main() {  
    val my : Int.(Boolean) -> String = {  /* this:Int, it:Boolean */
        val isEvenEqualIt = (this % 2 == 0) == it  
        "i am $this, isEvenEqualIt is $isEvenEqualIt"  
    }  

    println(1.my(true))  
    println(1.my(false))  
    println(2.my(true))  
    println(2.my(false))  
}
실행 결과
i am 1, isEvenEqualIt is false
i am 1, isEvenEqualIt is true
i am 2, isEvenEqualIt is true
i am 2, isEvenEqualIt is false

E. 이 외 다양한 형태의 함수 타입활용

  • 함수 타입 자체가 nullable 한 경우 : ((Int, Int) -> Int)?
  • 인자 혹은 리턴 타입이 nullable 한 경우 : (Int?, Int) -> Int?
  • 중첩된 함수 타입 구조 : (Int -> ((Int -> Unit)))
  • typealias 와 함수 타입 : typealias ClickHandler = (Button, ClickEvent) -> Unit
  • 고차 함수의 파라미터에서 활용시 default 값을 지정할 수 도 있다.
  • 물론 다루지는 않았지만 고차 함수의 반환값에도 함수 타입을 사용할 수 있다.

3. 함수 타입을 생성하는 방법

ref - kotlin documentation/#intantiating a function type

함수 타입 인스턴스를 얻는 방식에는 몇가지가 있습니다.

A. 람다 식

val intAdd : (Int, Int) -> Int = { a: Int, b: Int -> a + b }

B. 익명 (?) 함수

val intAdd2 : (Int, Int) -> Int = fun(a: Int, b: Int) = a + b

C. Callable Reference 활용

fun main() {  
    val intAdd3: (Int, Int) -> Int = ::intAdd3  
    // 이렇게 직접 타입을 넣어줘도 문제 없다.
    // 타입을 넣어주지 않으면 IDE 가 타입을 보여주는 화면에는 
    // KFunction2<Int,Int,Int> 타입으로 표시된다.
    // val intAdd3: KFunction2<Int, Int, Int> = ::intAdd3
    // 이게 뭘 의미하는 지는 아래에서 알아보자.

    val intAdd4 = Integer::sum // 얘도 마찬가지
}

fun intAdd3(a: Int, b: Int) = a + b

D. 함수 타입을 구현하는 클래스를 정의하고 생성하기

fun main() {  
    val intAdd5 = IntAdder()  
}

// 앗 함수타입이 뭐길래 인터페이스 마냥 구현을 할 수 있을까?
// 아래에서 알아보자.
class IntAdder : (Int, Int) -> Int {  
    override fun invoke(p1: Int, p2: Int) = p1 + p2  
}

4. 함수 타입을 사용 (호출) 하는 방법

위의 모든 함수 타입 인스턴스 생성 방법과 함수 타입 사용 모음
fun main() {  
    val intAdd = { a: Int, b: Int -> a + b }  
    val intAdd2 = fun(a: Int, b: Int) = a + b  
    val intAdd3 = ::intAdd3  
    val intAdd4 = Integer::sum  
    val intAdd5 = IntAdder()  

    intAdd.invoke(1,2)  // 호출 방법 1. invoke
    intAdd5(1,2)        // 호출 방법 2. 함수 처럼 사용하기
}  

fun intAdd3(a: Int, b: Int) = a + b  

class IntAdder : (Int, Int) -> Int {  
    override fun invoke(p1: Int, p2: Int) = p1 + p2  
}

5. 함수 타입이 동작하는 원리

『kotlin in action』 p.352

컴파일된 코드 안에서 함수 타입은 일반 인터페이스로 바뀐다. 즉 함수 타입의 변수는 FunctionN 인터페이스를 구현하는 객체를 저장한다. 코틀린 표준 라이브러리는 함수 인자의 개수에 따라 Function0, Function1 등의 인터페이스를 제공한다. 각 인터페이스에는 invoke 메서드 정의가 하나 들어 있다.

images/functions.png

Byte Code Decompiled

// IntAdder.java  
import kotlin.Metadata;  
import kotlin.jvm.functions.Function2;  
import org.jetbrains.annotations.NotNull;  

public final class IntAdder implements Function2 {  
   @NotNull  
   public Integer invoke(int p1, int p2) {  
      return p1 + p2;  
   }  

   public Object invoke(Object var1, Object var2) {  
      return this.invoke(((Number)var1).intValue(), ((Number)var2).intValue());  
   }  
}  

// MainKt.java  
import kotlin.Metadata;  
import kotlin.jvm.functions.Function2;

public final class MainKt {  
   public static final void main() {  
      Function2 intAdd = (Function2)null.INSTANCE;  
      Function2 intAdd2 = (Function2)null.INSTANCE;  
      Function2 intAdd3 = (Function2)null.INSTANCE;  
      Function2 intAdd4 = (Function2)null.INSTANCE;  
      IntAdder intAdd5 = new IntAdder();  
      intAdd.invoke(1, 2);  
      intAdd3.invoke(1, 2);  
      intAdd5.invoke(1, 2);  
   }  

   // $FF: synthetic method  
   public static void main(String[] var0) {  
      main();  
   }  

   public static final int intAdd3(int a, int b) {  
      return a + b;  
   }  
}

Function2 타입의 익명 클래스 인스턴스 생성은 컴파일 타임에 발생하는지 직접 IntAdder 라고 이름을 붙인 클래스를 정의하고 생성하는 방식이 아니라면 직접 확인할 수는 없었다.

디 컴파일 결과 람다식을 활용하면 코틀린은 보통 익명 클래스로 컴파일 하지만 람다가 변수를 포획할때 마다 람다가 생성되는 시점에 새로운 익명 클래스 객체가 생긴다는 사실을 알 수 있었다. 다음에는 이를 해결하기 위한 kotlin 의 inline 변경자를 알아보자!

Last update: February 26, 2023
Created: February 16, 2023