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파이썬
함수
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함수형 언어 파이썬 #
파이썬은 다중 파라다임 언어이다. 이 말은 어떤 문제를 명령형(Imperative)으로 해결할 수도 있으며, 객체지향(Objective)으로 해결할 수도 있고, 함수형(Functional)으로 해결할 수 있다는 뜻이다. 그러면 어떠한 함수와 특징이 파이썬을 함수형 언어라고 하는지 살펴보도록 한다.
partial 함수 #
함수적 특징을 가진 가장 기본적인 map, reduce, filter와 같은 함수 이외에 partial 함수가 있다. partial 함수는 함수형 언어의 특징을 아주 잘 나타낸다.
아래의 함수는 간단하게 두 수를 더하여 반환하는 add 함수이다. 이 함수를 정의하고 partial 함수에 첫 번째 매개변수로 넣고 두 번째 매개 변수로는 add 함수의 매개변수로 들어갈 값을 넣고 add_one으로 반환받는다. add_one의 매개 변수에 add 함수에 들어가 나머지 매개 변수를 넣고 실행하면 add 함수가 실행한 결과와 같은 결과가 된다.
from functools import partial
def add(a, b):
"""Add a to b"""
return a + b
add_one = partial(add, 1)
add_one(10)
이로써 단순하게는 함수를 재사용할 수 있으며 새로운 함수를 정의하여 가독성을 높일 수 있는 장점이 있을 수 있다. 그러면 partial 함수는 어디서 왔을까? 필요하기 때문에 만들었을 수도 있지만 어디서 사용되어 왔을 수도 있다.
종의 기원 #
- 기계의 메모리가 충분하고 CPU가 강력하다면 이 세상에 모든 문제를 해결할 수 있을까?
- 기계가 계산할 수 있는 능력은 어디까지 일까?
- 계산이란 무엇일까?
이러한 문제는 수십년전 논리 수학자나 수학자들의 문제이기도 했다. 힐베르트의 23문제중 1, 2번 문제에 대해 많은 수학자들이 도전하였고 증명의 문제를 넘어 계산가능의 문제로 확대하였다.
튜링과 다른 방법으로 처치는 람다 계산법(Lambda calculus)을 만들어 계산이란 문제를 연구하였다. 처치는 아래와 같은 계산 과정에서 이름없는(익명성) 함수를 만들었고 이것이 파이썬의 partial 함수의 기원이 된다.
sum(x, y) = x * x + y * y
(x, y) -> x * x + y * y
x -> (y -> x * x + y * y) # currying
함수형 언어의 특징인 1차 논리(first-order logic)도 잘 보여준다. 참고로, 프로그램 언어의 특징을 구별하는 first class citizen를 보면 재미있다.
진화 #
사실, 파이썬에서 partial 함수의 반환값은 partial 객체이다. 그래서 partial 객체는 원함수(예제의 add 함수)의 메타정보를 가지 않는 불편함이 생긴다. 아래와 같이 이전에 정의한 add_one 함수의 메타 정보를 호출하면 오류가 뱔생한다.
>>> add.__name__
>>> add.__doc__
>>> add_one.__name__ #오류
>>> add_one.__doc__ #오류
>>> add_one
이러한 문제를 해결하기 위해 파이썬은 update_wrapper 함수를 제공한다. 아래와 같이 update_wrapper 함수를 사용하면 원함수의 메타정보를 그대로 사용할 수 있다.
from functools import update_wrapper
update_wapper(add_one, add)
add_one.__name__
add_one.__doc__
사실, decorator에도 같은 문제가 있으며 wraps 함수를 사용하면 이또한 해결할 수 있다.
def my_decorator(f):
@wraps(f)
def wrapper(*args, **kwarg):
return f(*args, **kwarg)
return wrapper
@my_decorator
def example():
"""doc of example"""
return 1
example.__name__
example.__doc__
결론 #
지금까지 파이썬 partial 함수로 함수형 언어의 기원과 특징은 아주 간략하게 보았다. 파이썬은 사용하기에 따라 매우 쉬운 언어이기도 하지만 매우 심도있는 언어이기도 하다(다른 언어도 그렇지만). 같은 문제를 다양한 해결법으로 해결할 수 있는 재미있는 언어이다.
