[Swift]Map, Filter, Reduce 그리고 추론

25 September 2014

우선 Swift의 Map, Filter, Reduce에 설명하기 앞서 Closure에서 사용될 추론에 대해 먼저 설명하고자 합니다.

추론(Inference)

애플 문서에도 나와있지만 Swift에서 추론은 아주 강력하며, 코드의 양을 줄여줍니다. 대신, 추론을 이해하지 못하면 코드의 가독성이 떨어집니다.

다음은 클로저와 가변 인자로 인자를 가지는 함수 코드입니다.

func sumOfSquare(clousre: (Double -> Double), numbers: Double...) -> Double {
    var result: Double = Double()
    for number in numbers {
        result += clousre(number)
    }
    return result
}

위 함수는 가변 인자의 값들을 클로저를 통한 값들로 모두 합치는 역할을 합니다.

다음은 클로저에 넣을 함수 정의 코드입니다.

func square(value: Double) -> Double {
    return value * value
}

위의 코드를 정의하여 다음과 같이 사용할 수 있습니다.

sumOfSquare(square, 1,2,3,4,5,6)
// 55.0

함수를 인자에 할당하였기 때문에 추론을 사용하지 않습니다. 그렇다면 추론을 통한 클로저를 작성합니다.

위의 square 함수 역할을 하는 클로저를 만들어 인자에 할당하도록 합니다.

sumOfSquare( {(value: Double) -> Double in return value * value}, 1,2,3,4,5 )

아직 추론으로 코드를 줄이지 않은 클로저를 만들었습니다.

위 클로저에서 반환 타입 Double은 value 값의 타입을 통해 반환 타입이 추론되므로 생략 가능합니다.

sumOfSquare( { (value: Double) in return value * value }, 1,2,3,4,5 )

클로저에서 항상 in 뒤에는 return이 따라오므로 return이 생략 가능합니다.

sumOfSquare( { (value: Double) in value * value }, 1,2,3,4,5 )

클로저의 value 값의 타입은 sumOfSquare 함수에 정의되어 있기 때문에 생략 가능합니다.

sumOfSquare( { value in value * value }, 1,2,3,4,5 )

이제 클로저의 value는 중복해서 쓰이기 때문에 인자로 들어오는 순대로 $0번부터 시작하여 사용할 수 있습니다. 따라서 어떻게 값을 반환할지만 남기고 value와 in은 생략 가능합니다.

sumOfSquare( { $0 * $0 }, 1,2,3,4,5 )

이 클로저에서는 연산자 *만 사용하는데 연산자 *은 중위 연산자로 왼쪽 값과 오른쪽 값이 필요합니다. 하지만 이 클로저에서는 인자를 하나만 가지기 때문에 왼쪽 값과 오른쪽 값을 추론하지 못합니다. 따라서 위 코드가 최종적인 추론을 통한 클로저입니다.

만일 인자가 2개라면 *는 중위 연산자이기 때문에 다음과 같이 추론하여 생략 가능합니다.

sumOfSquare( *, 1,2,3,4,5 )

즉, 왼쪽 값과 오른쪽 값을 곱한다고 추론하기 때문에 위의 코드처럼 생략 할 수 있습니다.

순차 작업

Swift의 표준 배열 라이브러리는 map, filter, reduce라는 세가지 기능을 제공합니다.

Map

클로저로 각 항목들을 반영한 결과물을 가진 새로운 배열을 반환합니다.

// Declaration
func map<U>(transform: (T) -> U) -> Array<U>

[x1, x2, ... xn].map(f) -> [f(x1), f(x2), ... , f(xn)]

transform을 지원하는 클로저는 변경된 값을 반환하기 위해 해당 타입의 값을 반환해야 합니다.

다음은 [1, 2, 3, 4]인 배열에서 2씩 곱한 배열을 얻는 예제입니다.

let array = [0, 1, 2, 3]
let multipliedArray = array.map( { (value: Int) -> Int in return value * 2 } )
// [2, 4, 6, 8]

map에서도 추론하여 코드를 생략할 수 있습니다. 우선, value의 타입 Int와 return 키워드는 추론을 통해 생략 가능합니다.

array.map( { (value) -> Int in value * 2 } )

-> Int도 생략 가능합니다.

array.map( {value in value * 2 } )

value는 여러번 사용하므로 $0으로 축약할 수 있습니다.

array.map( {$0 * 2} )

또한, 괄호도 생략 가능합니다.

array.map { $0 * 2 }

만약 값에 문자열 “Number : “를 붙인다면 다음과 같이 사용할 수 있습니다.

array.map{ "Number :  \($0)" }

Filter

클로저로 각 항목들을 비교하여 일치하는 결과물을 가진 새로운 배열을 반환합니다.

// Declaration
func filter(includeElement: (T) -> Bool) -> Array<T>

includeElement를 지원하는 클로저는 항목이 포함되는지(true) 또는 제외되는지(false) 나타내기 위해 Boolean 값을 반환해야 합니다.

다음은 앞의 예제에서 사용한 배열에 홀수 값 항목만 가지는 배열을 얻는 예제입니다.

let oddArray = array.filter( { (value: Int) -> Bool in return (value % 2 == 0) } )
//[2, 4]

앞에서 했던 방식으로 코드를 생략 가능합니다.

array.filter { $0 % 2 == 0 }

Reduce

// Declaration
func reduce<U>(initial: U, combine: (U, T) -> U) -> U

배열의 각 항목들을 재귀적으로 클로저를 적용시켜 하나의 값을 만듭니다.

array.reduce(0, { (s1: Int, s2: Int) -> Int in
    return s1 + s2
})

클로저는 함수의 마지막에 위치하면 다른 인자와 분리하여 작성할 수 있습니다.

array.reduce(0) { (s1: Int, s2: Int) -> Int in
    return s1 + s2
}

위 코드에서 s1, s2의 타입은 추론하므로 생략 가능합니다.

array.reduce(0) { (s1, s2) in s1 + s2 }

s1과 s2는 $0, $1로 대신하여 사용할 수 있습니다.

array.reduce(0) { $0 + $1 }

연산자는 중위 연산자로 왼쪽 값이 $0, 오른쪽 값이 $1임을 추론 가능하므로 다음과 같이 생략 가능합니다.

array.reduce( 0, + )

만일 initial 값이 0이라면 초기 항목은 {0 + 1}입니다. 값이 1이라면 {1 + 1}입니다.

클로저는 이전 결과와 다음 항목을 계속 호출하여 다음과 같은 과정을 거쳐 하나의 값을 얻습니다.

{0 + 1}, {1 + 2}, {3 + 3}, {6 + 4}이며, 결과는 10입니다.