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견고한 파이썬

일급함수와 고차함수

1. 일급 함수 (First-Class Function)

일급 함수 (First-Class Function)는 프로그래밍 언어가 함수 (또는 메서드)를 ‘일급 시민(값)'으로 취급하는 것을 의미합니다. 이는 함수를 다른 객체와 동일하게 취급하겠다는 것입니다.

1.1 함수를 변수에 할당할 수 있습니다.

Python에서 함수는 객체로써 존재하기 때문에, 함수를 변수에 할당할 수 있습니다. 이렇게 하면 해당 변수를 새로운 함수 이름처럼 사용할 수 있습니다.

def greet(name): return f'Hello, {name}' say_hello = greet print(say_hello("World")) # 출력: Hello, World

위 코드에서 say_hello 변수는 greet 함수를 참조하며, 그 결과로 say_hello는 함수로 사용됩니다.

우리가 정의한 함수 뿐만 아니라 built-in function도 위와 동일하게 변수에 할당할 수 있습니다.

licat = print licat('hello world') # 출력: hello world

클래스의 메서드 또한 변수로서 관리될 수 있습니다.

class Cat: def sound(self): print('냐옹') licat = Cat() licat_sound = licat.sound licat_sound() # 출력: 냐옹, licat.sound()
l = [10, 20, 30] la = l.append la(40) # l.append l # 출력: [10, 20, 30, 40]
1.2 함수를 데이터 구조에 저장할 수 있습니다.

함수를 리스트, 세트, 딕셔너리 등의 데이터 구조에 저장할 수 있습니다. 이를 통해 함수를 데이터처럼 유연하게 관리하고 조작할 수 있습니다.

def add(x, y): return x + y def subtract(x, y): return x - y funcs = [add, subtract] print(funcs[0](2, 3)) # 출력: 5

위 코드에서 funcs 리스트에는 add 함수와 subtract 함수가 저장되어 있습니다. 아래처럼 좀 더 다채롭게 활용이 가능합니다.

class Operator: def add(self, x, y): return x + y def sub(self, x, y): return x - y def mul(self, x, y): return x * y def div(self, x, y): return x / y def _and(self, x, y): pass def _or(self, x, y): pass op = Operator() logical_op = { 'add': op.add, 'sub': op.sub, 'mul': op.mul, 'div': op.div, } arithmetic_op = { '_and': op._and, '_or': op._or, } print(logical_op['add'](2, 3)) # 출력: 5 print(op.add(2, 3)) # 출력: 5 for _, f in logical_op.items(): print(f(2, 3)) # 4칙연산 모두 계산
1.3 함수를 인자로 다른 함수에 전달할 수 있습니다.

함수를 다른 함수의 매개변수로 전달할 수 있습니다. 이를 통해 코드의 유연성을 높일 수 있으며, 콜백 패턴 등 다양한 프로그래밍 패턴을 구현할 수 있습니다.

def say_hello(name): return f'Hello, {name}' def greet(func, name): return func(name) print(greet(say_hello, 'World')) # 출력: Hello, World

위 코드에서 greet 함수는 함수를 매개변수로 받아, 그 함수를 호출하고 있습니다.

아래 예제는 원에 넓이를 구하는 예제입니다. 반지름의 제곱을 별도의 함수로 만들었으며, 함수를 아규먼트로 전달하여 사용하고 있습니다.

def square(x): return x ** 2 def width_circle(r, s): return s(r) * 3.14 width_circle(10, square)
1.4 함수를 결과로서 반환할 수 있습니다.

함수 내부에서 새로운 함수를 정의하고 반환할 수 있습니다. 이를 통해 클로저(closures) 등의 고급 기능을 구현할 수 있습니다. 클로저는 함수 내 함수가 외부 변수를 참조하여 보존하는 것을 의미합니다. 여기서 adder 함수는 create_adder 함수의 지역 변수 x를 참조하여 보존하므로 클로저입니다.

def create_adder(x): def adder(y): return x + y return adder add_5 = create_adder(5) print(add_5(10)) # 출력: 15

위 코드에서 create_adder 함수는 adder라는 내부 함수를 정의하고 반환하며, 반환된 adder 함수는 create_adder 함수의 매개변수를 기억하고 있습니다. 이러한 기능을 통해 더 유연하고 동적인 코드를 작성할 수 있습니다.

2. 고차 함수란? (Higher-order functions)

고차 함수는 하나 이상의 함수를 인자로 받아들이거나 함수를 결과로 반환하는 함수입니다. 파이썬에서 함수는 객체로 취급되므로, 함수를 변수에 할당하거나 데이터 구조에 저장할 수 있고, 다른 함수의 인자로 전달하거나 반환할 수 있습니다. 고차 함수는 코드의 재사용성을 높이고, 코드를 더 깔끔하고 유연하게 만드는 데 도움이 됩니다.

2.1 함수를 아규먼트로 전달하기

다른 함수를 매개변수로 받아, 그 함수의 동작을 활용하는 방식입니다. 이렇게 하면 코드의 재사용성이 향상되고, 함수의 동작을 동적으로 변경할 수 있습니다.

def apply_function(func, x): return func(x) def square(x): return x * x def cube(x): return x * x * x # 사용 예: result = apply_function(square, 5) print(result) # 출력: 25 result = apply_function(cube, 5) print(result) # 출력: 125
2.2 함수를 반환값으로 사용하기

함수 내부에서 또 다른 함수를 정의하고, 이를 반환하여 동적으로 다양한 동작을 하는 함수를 생성할 수 있습니다.

def get_math_function(operation): '''지정된 연산을 수행하는 함수를 반환합니다.''' def add(x, y): return x + y def sub(x, y): return x - y def mul(x, y): return x * y if operation == 'add': return add elif operation == 'sub': return sub elif operation == 'mul': return mul # 사용 예: # get_math_function 함수에 'add' 문자열을 전달하여 add 함수를 얻습니다. add_func = get_math_function('add') result = add_func(5, 3) # add 함수에 5와 3을 전달하여 결과를 얻습니다. print(result) # 출력: 8

해당 예제에서 get_math_function 함수는 add, sub, mul 함수 중 하나를 반환합니다. 반환된 함수는 그 이후 독립적으로 사용할 수 있습니다. 이렇게 고차 함수를 사용하면 코드를 더 유연하게 작성할 수 있습니다.

{"packages":["numpy","pandas","matplotlib","lxml"]}
13.1 메서드 체이닝13.3 여러개의 값 반환