함수형 프로그래밍(Functional Programming)

함수형 프로그래밍(Functional Programming)은 프로그래밍 패러다임 중 하나로, 수학적인 함수 개념을 기반으로 하는 프로그래밍 방법입니다. 함수형 프로그래밍에서는 변수의 값을 변경시키지 않고, 함수의 조합으로 문제를 해결합니다. 이를 통해 복잡한 문제를 간단하게 표현할 수 있고, 코드의 가독성과 재사용성이 높아집니다.

 

함수형 프로그래밍의 마크(?)

함수와 값의 관계를 표현하는 수학적 기호입니다. 수학에서는 함수를 표현할 때 f(x)와 같이 표기합니다. 이 때, f는 함수의 이름이며, x는 함수에 인자로 전달되는 값입니다. 이와 비슷하게 함수형 프로그래밍에서는 보통 λ(lambda) 기호를 사용하여 함수를 표현합니다. 이를 람다식(lambda expression)이라고 부릅니다. 람다식은 익명 함수를 만들기 위해 사용됩니다. 예를 들어, 자바스크립트에서는 다음과 같은 코드를 작성할 수 있습니다.

 

함수형 프로그래밍 특징

🔸 상태 변경을 최소화: 함수형 프로그래밍에서는 변수의 값을 변경시키지 않습니다. 대신 입력 값에 대한 출력 값을 반환하며, 이로 인해 코드의 가독성과 디버깅이 편리해집니다.

// 변수를 변경하지 않는 예제
const numbers = [1, 2, 3, 4, 5];

const sum = numbers.reduce((acc, cur) => acc + cur, 0); // 입력 값에 대한 출력 값을 반환하므로 변수 변경 X
console.log(sum); // 15

 

🔸 순수 함수: 함수형 프로그래밍에서는 부작용이 없는 순수 함수를 사용합니다. 즉, 같은 입력에 대해서는 항상 같은 출력을 반환하며, 외부의 상태를 변경하지 않습니다. 이를 통해 코드의 테스트가 용이해집니다.

// 순수 함수를 사용하는 예제
const add = (a, b) => a + b; // 같은 입력에 대해서는 항상 같은 출력을 반환하므로 순수 함수
let c = 1;

const pureFunction = (a, b) => add(a, b); // 외부의 상태를 변경하지 않으므로 순수 함수
const impureFunction = (a) => (c += a); // 외부의 상태를 변경하므로 순수 함수 X

console.log(pureFunction(1, 2)); // 3
console.log(c); // 1

 

🔸 불변성: 함수형 프로그래밍에서는 변수가 변경되지 않기 때문에 데이터의 불변성을 보장합니다. 이로 인해 다중 스레드 환경에서 안정적인 코드를 작성할 수 있습니다.

// 데이터의 불변성을 보장하는 예제
const numbers = [1, 2, 3, 4, 5];

const doubledNumbers = numbers.map((num) => num * 2); // 새로운 배열을 반환하므로 데이터의 불변성을 보장
console.log(numbers); // [1, 2, 3, 4, 5]
console.log(doubledNumbers); // [2, 4, 6, 8, 10]

 

🔸 함수의 조합: 함수형 프로그래밍에서는 함수를 조합하여 새로운 함수를 만들어 문제를 해결합니다. 이를 통해 코드의 재사용성이 높아집니다.

// 함수를 조합하여 새로운 함수를 만드는 예제
const numbers = [1, 2, 3, 4, 5];

const sum = (numbers) => numbers.reduce((acc, cur) => acc + cur, 0);
const average = (numbers) => sum(numbers) / numbers.length;
const doubledAverage = (numbers) => average(numbers.map((num) => num * 2));

console.log(doubledAverage(numbers)); // 11

 

함수형 프로그래밍의 장점

• 상태 변경이나 부작용이 없는 순수 함수를 사용하기 때문에 코드가 더 간결하고 이해하기 쉽습니다.
• 코드의 재사용성이 높아지며, 유지보수가 쉬워집니다.
• 병렬 처리가 더 용이하며, 멀티스레딩 프로그래밍에서도 안전합니다.
• 함수 단위로 테스트하기 용이하고, 테스트 케이스를 작성하기 쉬워집니다.
• 사이드 이펙트(side effect)가 없으므로 예측 가능한 코드를 작성할 수 있습니다.

 

함수형 프로그래밍의 단점

• 함수형 프로그래밍 스타일로 구현할 때, 객체 지향 프로그래밍의 상속, 다형성 등을 활용하기 어렵습니다.
• 함수형 프로그래밍 언어들은 일반적으로 C나 자바와 같은 언어보다 성능이 좋지 않은 경향이 있습니다.
• 함수형 프로그래밍에서는 상태 변경이나 입출력 작업이 없기 때문에, 실제 프로그램에서는 상태 변화와 입출력 작업이 필수적인 경우가 많습니다. 이 경우에는 함수형 프로그래밍이 적합하지 않을 수 있습니다.