[Kotlin] Functional Programming

• 이 글은 "윤재성의 Google 공식 언어 Kotlin" 강의를 듣고 공부한 내용으로 작성하였습니다.

함수형 프로그래밍

• Java는 객체지향 언어로 클래스를 설계하고 메스드를 정의한 후 인스턴스를 통해서 메소드를 호출할 수 있습니다.

• Kotlin은 객체지향 프로그래밍도 지원하고 함수형 프로그래밍도 지원하여 클래스까지 생성할 필요없이 함수만 만들어서 사용하는 것을 지원합니다.

• 예를 들어, Java에서 함수 정의 시 내부 파라미터로 인터페이스가 필요할 경우에 인터페이스 구현체를 정의한 후 대입하여 호출해야 합니다. 하지만 Kotlin 같은 경우 함수형을 지원하기 때문에 파라미터에 함수가 들어갈 수 있게 되어 편리하게 사용할 수 있습니다.

• 이외에도 Kotlin에서는 함수 사용하기에 보다 편리한 개념들이 존재합니다.

람다식

fun main(){
    var lambda1 = {a1: Int, a2:Int ->
        a1+a2
    }

    val lambda2 = {
        print("hello world")
    }
}

• 다음과 같이 람다식을 정의할 수 있고, Return Type은 마지막에 표시하면 됩니다.
• lambda1은 두 가지의 Int형 변수를 받아 덧셈 후 리턴하는 함수로 타입은 (Int, Int) -> Int 가 됩니다.
• lambda2는 매개변수 없이 출력만 하는 함수로 타입은 () -> Unit 입니다.

Inline 함수

• Kotlin 코드가 Java 코드로 변환될 때 함수 호출하는 코드가 호출한 곳에 직접 구현한 코드로 변경하는 함수입니다.

• 함수를 정의하는 이유는 반복된 코드가 존재할 시 코드양을 줄이고 생산성을 높이기 위해 사용합니다. 메모리 구조에서 Code 공간에 더 적게 차지하기 때문에 메모리 측면에 이점은 있지만, 함수 호출하고 다시 반환되는 과정이 포함되어 작업량 자체는 늘어나게 됩니다.

• Inline 함수는 함수 내부에 직접 코드가 구현되기 때문에 메모리는 더 많이 사용하지만 코드 흐름이 계속 유지되기 때문에 작업량은 늘어나지 않습니다.

• 게임업계에서는 메모리의 증가보단 CPU 성능이 최우선이기 때문에 많이 사용하기도 합니다.

fun main(){
    testfunc1()
}

fun testfunc1(){
    println("testfunc1")
}

public final class MainKt {
   public static final void main() {
      testfunc1();
   }

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

   public static final void testfunc1() {
      String var0 = "testfunc1";
      boolean var1 = false;
      System.out.println(var0);
   }
}

• 위에 있는 kotlin 파일을 Java코드로 Decompile한 결과입니다.
• testfunc1을 단순한 함수로 정의하였기 때문에 Java 코드에서도 동일하게 생기고 main함수에서 호출하는 것을 확인할 수 있습니다.

fun main(){
    testfunc1()
}

inline fun testfunc1(){
    println("testfunc1")
}

public final class MainKt {
   public static final void main() {
      int $i$f$testfunc1 = false;
      String var1 = "testfunc1";
      boolean var2 = false;
      System.out.println(var1);
   }

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

   public static final void testfunc1() {
      int $i$f$testfunc1 = 0;
      String var1 = "testfunc1";
      boolean var2 = false;
      System.out.println(var1);
   }
}

• Inline 함수로 바꾸면 기존과 다르게 testfun1에 있는 함수가 직접 main에서 호출되는 것을 확인할 수 있습니다.

Extension 함수

• 안드로이드 개발 시에 안드로이드 컴포넌트에 Dependency한 클래스가 존재합니다. 이 같은 클래스는 변경할 수가 없는데 Koltin의 Extension 함수를 사용하면 기존 클래스에 새로운 함수가 추가된 것처럼 사용할 수 있습니다.

• Extension 함수가 기존 클래스에 새로운 함수가 추가된 것처럼 보이지만 정확한 원리는 클래스의 매개변수로 받는 함수가 만들어지고 그 함수를 호출하는 방식으로 동작하게 됩니다.

fun main(){
    var str1 = "abcd"
    println(str1.getUpperString())
}

fun String.getUpperString(): String{
    return this.getUpperString()
}

public final class MainKt {
   public static final void main() {
      String str1 = "abcd";
      String var1 = getUpperString(str1);
      boolean var2 = false;
      System.out.println(var1);
   }

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

   @NotNull
   public static final String getUpperString(@NotNull String $this$getUpperString) {
      Intrinsics.checkParameterIsNotNull($this$getUpperString, "$this$getUpperString");
      return getUpperString($this$getUpperString);
   }
}

• java로 Decompile된 결과를 확인해보면 main함수에는 getUpperString을 호출하게 됩니다.

• getUpperString은 String 클래스에 정의된 것이 아닌 str1을 매개변수로 만든 함수가 정의되고 호출하는 방식으로 사용됩니다.

고차 함수

• 함수를 매개변수로 받거나, 리턴 타입이 함수인 함수를 고차함수라고 합니다.

• 함수 호출 시 전달되는 함수나 반환 함수를 람다식으로 사용할 수도 있습니다.

fun main(){
    var a1 = 10
    var a2 = 20

    var r = highfunction(a1, a2, { a1:Int, a2:Int -> a1+a2})
    print(r)

    var r2 = highfunction(a1, a2){ m1,m2 ->
        m1+m2
    }
    println(r2)
}

fun highfunction(a1: Int, a2: Int, func:(Int,Int) -> Int) : Int {
    return func(a1, a2)
}

• 다음과 같이 고차함수를 정의하고 람다식을 통해 호출하였습니다.
• Kotlin에서 고차함수를 사용할 때 특징이 하나 있는데 고차함수의 매개변수에서 마지막에 함수를 대입하는 것으로 정의가 되어 있다면, var r2 변수를 지정하듯이 중괄호를 새로 열어서 대입할 수 있습니다.
• 이렇게 한 이유가 람다식으로 정의할 때 람다식이 길게 될 경우 아래로 내리는 것을 지원하기 위해서라고 합니다.