Swift 고차함수 map, filter, reduce
고차함수(Higer-order function)란?
Swift의 경우 함수를 일급 객체로 취급한다. 그렇기 때문에 객체의 특성을 가지고 함수를 다른 함수의 전달인자로 사용할 수 있다.
매개변수로 함수를 갖는 함수를 고차함수라고 한다.
Swift의 대표적인 고차함수로 Map, Filter, Reduce가 있다.
Map
map은 자신을 호출할때 매개변수로 전달된 함수를 실행하여 그 결과를 다시 반환해주는 함수다. 배열, 딕셔너리, 세트, 옵셔널 등에서 사용할 수 있다. 즉 Swift의 Sequence, Collection 프로토콜을 따르는 타입과 오셔널은 모두 map을 사용할 수 있다.
map을 사용 할 경우 기존의 대상이 되는 컨테이너 값은 변경 되지 않고 매개변수로 전달된 함수를 실행하여 값이 변경이된 새로운 컨테이너가 생성되어 반환된다.
사실 map의 사용방법은 기존의 for-in구문과 차이가 없다.
- for-in구문을 사용한 새로운 배열 반환
let numbers: [Int] = [0, 1, 2, 3, 4]
var doubledNumber: [Int] = [Int]()
var stringNumber: [String] = [String]()
for number in numbers {
doubledNumber.append(number * 2)
stringNumber.append(String(number))
}
//[0, 2, 4, 6, 8]
//["1", "2", "3", "4"]
- map을 사용
doubledNumber = numbers.map({ (number: Int) -> Int in
return number * 2
})
stringNumber = numbers.map({ (number: Int) -> String in
return String(number)
})
// 클로저를 이용하여 코드를 간결화
doubledNumber = numbers.map{ $0 * 2 }
stringNumber = numbers.map{ return String($0)}
Filter
filter는 말 그대로 컨테이너 내부의 값을 걸러서 추출하는 역할을 하는 고차함수다. 맵과 동작원리는 동일하며 새로운 컨테이너를 반환한다. 하지만 기존 컨텐츠를 변형하는 것이 아니라 특정 조건에 맞게 걸러내는 역할을 할 수 있다.
filter 함수의 매개변수로 전달되는 함수의 반환 타입은 Bool 이다. 해당 컨텐츠의 값을 갖고 새로운 컨테이너에 포함될 항목이라고 판단 하면 true, 그렇지 않으면 false를 반환한다.
- for-in 구문을 사용
let numbers: [Int] = [0, 1, 2, 3, 4, 5]
var evenNumbers: [Int] = [Int]()
// for 구문 사용
for number in numbers {
if number % 2 != 0 { continue }
evenNumbers.append(number)
}
print(evenNumbers) // [0, 2, 4]
- filter 사용
let mappedNumbers: [Int] = numbers.map{ $0 + 3 }
let evenNumbers: [Int] = mappedNumbers.filter { (number: Int) -> Bool in
return number % 2 == 0
}
print(evenNumbers) // [4, 6, 8, 10]
- 클로저를 사용
let evenNumbers = mappedNumbers.filter{ $0 % 2 == 0 }
let oddNumbers = mappedNumbers.filter{ $0 % 2 != 0 }
- map과 filter를 동시에 사용할 수 있다.
let evenNumer = numbers.map{ $0 + 3 }.filter{ $0 % 2 == 0 }
Reduce
reduce의 기능은 combination(결합)의 기능이다. 컨테이너 내부의 컨텐츠를 하나로 합하는 기능을 실행하는 고차함수이다. 그 대상이 배열이면 모든 값을 전달인자로 전달받은 클로저의 연산 결과로 합해준다.
reduce의 경우 두가지 형태로 구현이 되어있다. 첫 번째 reduce는 클로저가 각 요소를 전달 받아 연산한 후 값을 다음 클로저 실행을 위해 반환하며 컨테이너를 순환하는 형태이다.
public static reduce<Result>(_ initialResult: Result, _ nextPartialResult: (Result, Element) rethrows -> Result) throws -> Result
initialResult라는 이름의 매개변수로 전달되는 값을 통해 초깃값을 지정해 줄수 있고 nextPartialResult라는 이름의 매개변수로 클로저를 전달받는다.
두번째 reduce 메서드는 컨테이너를 순환하며 클로저가 실행되지만 클러조가 따로 결괏값을 반환하지 않는 형태이다. inout 키워드를 통해 초깃값에 직접 연산을 실행하게 된다.
public func reduce<Result>(into initialResult: Reslt, _ updateAccumulatingResult: (inout Result, Element) throws -> ()) rethrows -> Result
updateAccumualtingResult 매개변수로 전달받은 클로저의 매개변수 중 첫 번째 매개변수를 inout 매개변수로 사용한다. updateAccumualtingResult 클로저의 첫 번째 매개변수는 reduce 메서드의 initialResult 매개변수를 이용해 전달받은 초깃값 또는 이전에 실행된 클로저 때문에 변경 되어있는 결괏값이다.
let numbers: [Int] = [1, 2, 3]
var sum: Int = numbers.reduce(0, { (result: Int , element: Int) -> Int in
print("\(result) + \(element)")
return result + element
})
// 0 + 1
// 1 + 2
// 3 + 3
print(sum) // 6
위의 클로저에서 초깃값은 0으로 설정했고 그 옆에 클로저를 통해 result는 현재 계산이 된 값, element는 대상이 되는 컨텐츠가 되어 아래와 같이 모든 배열의 합이 결과로 출력이된다.
- 클로저를 활용해 조금더 간략하게 표현
var sum: Int = numbers.reduce(0) {
print("\($0) + \($1)")
return $0 + $1
}
// 위의 클로저의 결과값 매개변수가 첫번째 즉 $0 이다.
- 문자열 배열을 메서드를 사용하여 연결
let company: [String] = ["NAVER", "Samsung" ,"Kakao", "LINE"]
let redueceCompany: String = company.reduce("Korea Company: ") {
return $0 + " " + $1
}
print(redueceCompany) // "Korea Company: NAVER Samsung Kakao LINE"
reduce(into:) 사용법
첫번째 reduce 메서드와 다르게 reduce(into:)의 경우는 다른 컨테이너에 값을 변경하여 넣는 것이 가능하다.
var doubledNubmers: [Int] = numbers.reduce(into: [1, 2]) { (result: inout [Int], element: Int) in
print("result : \(result), element: \(element)")
guard element % 2 == 0 else {
return
}
print("\(result) append \(element)")
result.append(element * 2)
}
//result : [1, 2], element: 1
//result : [1, 2], element: 2
//[1, 2] append 2
//result : [1, 2, 4], element: 3
print(doubledNubmers) //[1, 2, 4]
위와 같이 초기 배열 into: [1, 2]에 numbers에 서 짝수 인 값 ‘2’를 찾아 두배를 시켜 초기 배열에 append 하는 작업을 한다. 그리고 reduce 메서드가 종료가 되면 해당 초기 배열에서 append 한 결과 값을 doubledNumbers 배열에 반환한다.
- filter와 map을 사용
doubledNubmers = [1, 2] + numbers.filter{ $0 % 2 == 0 }.map{ $0 * 2 }
print(doubledNubmers) //[1, 2, 4]
언제 사용하는가? : 초기 값이 주어지고 해당 배열 뒤에 값을 붙여서 나가야할 때 사용하면 좋다. 하지만 filter와 map을 통해서도 reduce(into:)와 동일한 동작하는 것을 구현할 수 있다는 것을 알고 있어야한다.
