Kotlin in action(5)

 

람다 식과 멤버참조

람다의 의미를 보면 다른 함수에 넘길 수 있는 작은 코드 조각이라고 되어있다. 람다 식이라고도하고 클로저, 무명함수, 함수리터럴 등 부르는 이름이 많은데, 안드로이드를 공부하면서 시도때도 없이 출몰한다. 일종의 함수값을 넘긴다고 볼 수도 있는데, 코틀린이 함수도 타입으로 받는 함수형 프로그래밍 언어라 람다를 사용할 수 있다. 람다는 자바의 무명내부 클래스, 단일 무명 객체를 대체할 수 있는데, 이는 setOnClickListener만 봐도 알 수 있다.

람다식은 컬렉션이나 String객체 같은 곳에도 잘 사용된다.

people.maxBy{it.age}

 

people은 age, name 프로퍼티를 갖는 객체인데, age를 기준으로 최대값을 찾는 코드다. it이 가리키는건 컬렉션의 원소다. 코틀린의 람다 식은 항상 중괄호로 묶여있다.

람다 식

val sum = {x: Int, y: Int -> x + y}

 

x,y를 인자로 하는 함수다. sum(1, 2)로 호출하면 3이 반환된다. 람다 식이 일반함수가 된 모습을 볼 수 있다. 람다 식을 {식 내용}()형태로 호출 할 수도 있는데, 그냥 run블록으로 둘러쌓아서 람다식을 선언하면 바로 실행가능하다. 일반 함수가 호출시 스택을 쌓는 데 비해 람다 호출은 부가비용이 들지 않는다. 다시 maxBy로 돌아가서,

people.maxBy{it.age}
people.maxBy{one: Person -> one.age}
people.maxBy({one -> one.age})
people.maxBy(){it.age}

 

모두 동일한 동작을 한다. 함수 마지막 파라미터가 람다식이라면 괄호 밖으로 뺄 수 있는 관습이 있고, 람다 파라미터에 이름을 붙여서 사용할 수도 있다. 단일 파라미터라면 괄호를 삭제할 수 있고, 람다 인자는 타입 추론이 가능한 경우 it이 기본이다. 또 여러줄로 이뤄진 람다식의 반환 값은 가장 마지막에 있는 식이다.

fun printMessagesWithPrefix(messages: Collection<String>, prefix: String) {
    messages.forEach {
        println("$prefix $it")
    }
}

 

메서드의 로컬 변수를 람다 안에서 사용할 수 있다. 람다 안에서 람다 바깥의 변수값을 바꿀 수도 있어서 파이널인 외부 값에만 접근 할 수 있는 자바의 무명 내부 클래스 보다 자유롭다. 이와 같이 람다 내부에서 사용하는 외부 변수를 포획한 변수라고 하는데, 포획된 변수는 함수 사용이 끝나도 람다를 따로 저장해뒀다면 해당 변수에 접근할수있다. 그 이유는 람다를 저장할 때 포획한 변수와 같이 저장하기 때문이다. 정확히는 컴파일러가 포획한 변수마다 그 값을 저장하기 위한 필드를 만든다.

멤버 참조

람다는 함수의 바디만 떼서 보는거라고 생각할 수 있다. 그럼 이미 정의 된 함수를 파라미터로 넘기려면 어떻게 해야될까? 이때 :: 를 사용한다. 이 방식을 멤버 참조라고 부르는데, 클래스에 있는 프로퍼티나 메서드(확장함수 포함) 단 하나를 호출하는 함수값을 만들어준다.

people.maxBy{person: Person -> person.age}
people.maxBy(Person::age)
run(::superior)

 

같은 내용을 멤버 참조로 바꾼 모습이다. 멤버 참조 뒤에 괄호가 없는 것을 확인 할 수 있고, 타입이 해당 멤버를 호출하는 람다와 같아서 동일하게 사용하면 된다(ETA 변환). 최상위 멤버도 호출가능한데 클래스를 참조 하지 않고 바로 멤버를 호출한다. 이 방식으로 생성자 참조도 가능한데, ::클래스이름을 사용하면 인스턴스를 만드는 코드가 된다.

바운드 멤버 참조

이거는 약간 신기한 기능이다. 이전 인스턴스를 할당하는 방법인데,

fun main(args: Array<String>) {
    val createPerson = ::Person
    var p = createPerson("Alice", 29)
    val getAge = Person::age
    println(getAge(p))
    p = p.copy(name = "Bob", age = 40)
    val bounded = p::age
    println(bounded())
}

 

이미 생성한 p인스턴스를 bounded가 재사용한다.

컬렉션 API

지금까지 잘 모르고 사용했던 컬렉션의 함수형 API들을 살펴보겠다.

filter, map

val list = listOf(1, 2, 3, 4)
println(list.filter { it % 2 == 0 })
println(list.map { it * it })
val numbers = mapOf(0 to "zero", 1 to "one")
println(numbers.mapValues { it.value.toUpperCase() })

 

filter는 컬렉션을 돌면서 람다가 true를 반환하는 원소만 고른다. 참/거짓을 반환하는 함수를 술어(predicate)라고 하는데 위 코드에서는 {it%2==0}이 술어다. filter가하는 역할은 단지 조건에 맞춰 걸러내는 것이고, 걸러낸값/ 또는 이터레이션하면서 값에 일괄적으로 뭔가 조작을 하고 싶다면 map을 사용해야한다.

map은 각 원소에 하고자하는 연산을 적용해 새 컬렉션을 만든다.

println(numbers.mapValues { it.value.toUpperCase() }.hashCode())
println(numbers.hashCode())

 

해시코드를 찍어보면 다른 컬렉션임을 알 수 있다. mapValues, mapKeys, filterKeys, filterValues와 같은 api도 존재해서, key-value 쌍인 맵 자료구조에도 쉽게 적용할 수 있다.

all, any, count, find

all과 any는 컬렉션의 모든 원소에 대한 조건을 검사할 수 있다. all은 모든 원소가 만족하는지, any는 하나라도 원하는 조건을 만족하는 지 검사 할 수있다. 가독성을 높이려면 any나 all에 !를 붙이는 행위를 지양하면 더 좋다. count는 조건을 만족하는 원소 개수, find는 조건을 만족하는 첫번째 원소를 반환한다(null이 나오는 경우가 있다면 firstOnNull()이 가독성 측면에서 더 좋은 방법일 수 있다.). 특히 count는 조건을 만족하는 원소 개수만을 저장하기 때문에 filter에 size를 붙이는 것보다 훨씬 가볍게 동작한다.

println(!list.all { it == 3 })
println(list.any { it != 3 })
println(list.count { it != 3 })
val numberThree = { it == 3 }
println(list.find(numberThree))

 

위 함수들이 고차함수이기 때문에 술어를 람다 변수로 저장해서 사용할 수도 있다.

groupBy

컬렉션의 모든 원소를 어떤 기준에 따라 그룹화 해야할 때 사용한다.

val list = listOf("a", "ab", "b")
println(list.groupBy(String::first))

 

반환된 컬렉션은 Map이다.

flatMap, flatten

이 두 함수는 중첩된 컬렉션 내부의 원소를 처리할 때 사용한다. flat으로 값을 다 분리해 단일 리스트로 반환해주는데, 위에서 사용된 map{}과 중첩된 컬렉션을 피는 flat이 같이 있다고 이해하면 되겠다. map으로 변환할 내용이 없다면 그냥 flatten으로 중첩된 걸 펼칠 수 있다.

println(books.flatMap { it.authors }.toSet())
println(books.flatten())

 

list를 반환하기 때문에 중복값을 제거하고 싶다면 위 코드와 같이 toSet()같은 조작을 할 수 있다.

이번 절에서는 애매했던 개념을 잡은 것도 있지만, 개인적으로는 코딩테스트 준비 할 때 아주 유용하게 사용할 함수목록을 알게 돼서 좋았다.

시퀀스의 지연 연산

앞에서 있던 컬렉션 함수들은 즉시 연산된다. 리스트를 반환할 때는 매 단계마다 중간 연산결과를 임시 저장하는 데, 시퀀스를 사용하면 그걸 막을 수 있다.

listOf(1, 2, 3, 4).asSequence()
            .map { print("map($it) "); it * it }
            .filter { print("filter($it) "); it % 2 == 0 }
            .toList()

 

asSequence()를 사용해 시퀀스로 리스트를 묶어서 사용하면 효율이 올라간다. 시퀀스도 컬렉션과 동일한 API를 제공해서 사용에 달라지는 건 없다. 다만 시퀀스에서는 이터레이터를 이용해 차례대로 조작하기 때문에 인덱스를 따로 지정할 필요가 있는 경우는 List로 다시 바꿔줘야 한다. 위 코드에서 toList()가 최종연산, 그 사이에 있는 게 중간연산이다. 시퀀스를 다른 방법으로 만들 수도 있는데, 특정 연산을 반환하는 시퀀스를 만들때 generateSequence를 사용할 수 있다.

fun File.isInsideHiddenDirectory() =
        generateSequence(this) { it.parentFile }.find { it.isHidden }

fun main(args: Array<String>) {
    val file = File("/Users/username/.HiddenDir/a.txt")
    println(file.isInsideHiddenDirectory())
}

 

위와 같이 어떤 객체의 조상이 지금 찾을 값과 같은 타입이고, 모든 조상의 시퀀스에서 어떤 조건을 만족하는 결과 값이 필요할 때가 일반적인 용례다.

함수형 인터페이스 - SAM

setOnClickListener가 이번에도 예시로 나온다. 자바에서는 무명 인스턴스를 이용해 onClick(View v )를 오버라이드 해서 사용했지만, 코틀린에서는 그냥 람다로 사용하면 람다의 파라미터가 view로 그냥 잡히게 되는데, 이건 OnClickListener에 추상메서드가 단 하나만 있는 함수형 인터페이스 이기 때문이다. 다른말로 SAM 인터페이스(단일 추상 인터페이스, Single Abstract Method)라고 한다. Runnable, Callable 타입이 SAM에 해당하는데 코틀린은 여기에 람다를 넣어 처리할 수 있다. 컴파일러가 람다를 무명클래스와 인스턴스로 만들어주기 때문이다. 하지만 이건 자바의 경우고, 코틀린 inline으로 표시된 함수에 람다를 넘기면 무명 클래스를 만들지않고 처리된다.

SAM 생성자

fun createAllDoneRunnable(): Runnable {
    return Runnable { println("All done!") }
}

fun main(args: Array<String>) {
    createAllDoneRunnable().run()
}

 

SAM 생성자는 컴파일러가 생성하는 함수다. 컴파일러가 자동으로 무명클래스로 람다를 바꿀수 없는 경우나 어떤 타입의 메서드를 선택해 람다를 넘길지 모호한 경우에 명시적으로 사용할 수 있다. 위 코드는 사용할 람다를 SAM 생성자로 감싼 것이다.

수신객체 지정 람다: with, apply

수신객체를 명시하지않고 람다 블럭안에서 다른 객체의 메서드를 호출 할 수 있게하는 함수들이다.

with

fun alphabet() = with(StringBuilder()) {
    for (letter in 'A'..'Z') {
        append(letter)
    }
    append("\nNow I know the alphabet!")
    toString()
}

 

with()에 사용할 수신객체를 지정하면 해당 스코프 안에서는 따로 수신객체를 지정하지않아도 정해진 수신객체를 따른다. 위 코드에서는 StringBuilder인스턴스를 수신객체로 넣었다. 중복된 이름이 있다면 this로 지정하는 법도 있다. 중첩된 with이 있다면 this@위치한클래스.사용할함수()로 지정하면 된다.

with은 이렇게 람다코드를 실행한 결과를 반환하고, with 마지막 줄에 있는 값을 반환한다. 람다의 결과가 아니라 수신객체가 필요한 경우 apply함수를 사용할 수 있다.

apply

apply가 with과 다른점은 자신에게 전달된 객체를 반환한다는 것이다.

fun alphabet() = StringBuilder().apply {
    for (letter in 'A'..'Z') {
        append(letter)
    }
    append("\nNow I know the alphabet!")
}.toString()

 

apply를 실행한 결과가 StringBuilder객체가 되기 때문에 toString을 밖으로 빼야한다. 이처럼 apply는 인스턴스를 생성할 때 프로퍼티 중 일부를 초기화해야하는 경우 유용하다. 안드로이드에 대입해보면 RecyclerView종류가 사용될 때 Adapter를 초기화하는 경우가 있겠다.

StringBuilder()와 toString()을 같이 사용하는 경우 수신객체를 StringBuilder로 지정해준 buildString 함수를 사용할 수 있다.

fun alphabet() = buildString {
    for (letter in 'A'..'Z') {
        append(letter)
    }
    append("\nNow I know the alphabet!")
}​

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