Kotlin(6) - 함수와 함수형 프로그래밍(2)

5 분 소요

1. 고차 함수와 람다식의 사례

그냥 여기서는 이정도 있다 정도만 알고 넘어가겠음

동기화를 위한 코드 구현 동기화란 변경이 일어나면 안 되는 특정 코드를 보호하기 위한 잠금 기법
동기화로 보호되는 코드는 임계영역(Critical Section)이라고도 부른다.

보통 프로그래밍에서는 특정 공유 자원에 접근한다고 했을 때, 공유 자원이 여러 요소에 접근해서 망가지는 것을 막기 위해 임계 영역의 코드를 잠가 두었다가 사용한 후 풀어주어야 한다.
```
Lock lock = new ReentrantLock();
lock.lock(); // 잠금
try{
    //보호할 임계영역 코드
    //수행할 작업
}finally{
    lock.unlock() //해제
}
```
위 코드는 Lock 을 활용해 임계 영역을 보호함
먼저 lock()을 통해 Lock을 걸고 보호하려는 코드는 try블록(임계 영역)에 둔다.
임계 영역의 코드가 끝나면 반드시 finally 블록에서 unlock()을 통해 잠금을 해제해야 한다.

위 코드를 특정 함수를 보호하기 위한 고차 함수를 만들고 활용한 코드
```
fun<T> lock(reLock: ReentrantLock, body: () -> T): T{
    reLock.lock()
    try{
        return body()
    }finally{
        reLock.unlock()
    }
}
```
잠금을 위한 lock() 함수를 fun lock() 형태인 제네릭 함수로 설계하고 있음
제네릭은 데이터 자료형을 일반화해서 어떤 자료형이던 지정할 수 있는 자료형

try{…} finally{…} 블록의 실행과정을 간단히 보면,
try 블록의 모든 내용이 처리된 후 finally블록을 처리함.
만약 try블록에 문제가 발생해도 finally 블록은 항상 수행됨.
보통 try에서 메모리 할당이나 파일 열기 같은 작업을 한다면 finally 에서 무언가를 해제하거나 닫는 처리를 작성함

사용하는 공유 자원을 보호하기 위한 코드
```
import java.util.concurrent.locks.ReentrantLock

var sharable = 1 //보호가 필요한 공유 자원

fun main() {
    val reLock = RentrantLock()

    lock(reLock, {criticalFunc()}) // 1
    lock(reLock){criticalFunc()} // 2
    lock(reLock, ::criticalFunc) // 3

    println(sharable)
}

fun criticalFunc(){
    // 공유 자원 접근 코드 사용
    sharable += 1
}

fun <T> lock(reLock: ReentrantLock, body: () -> T): T{
    reLock.lock()
    try{
        return body()
    }finally{
        reLock.unlock()
    }
}
```
main() 함수 바깥에 전역 변수로 선언되어 있는 sharable 변수는 여러 루틴에서 접근할 수 있음
즉, 해당 변수에 특정 연산을 하고 있을 때는 보호가 필요
이 공유 자원에 1씩 더하는 특정 연산을 하는 함수로 criticalFunc()이 선언되어 있는데, 이 함수를 보호해야 한다.
보호를 위해서 제네릭 함수인 lock() 함수를 구현함. 이 함수에 criticalFunc()을 두번째 인자로 넘겨서 처리하면 람다식 함수의 매개변수 body에 의해 잠금 구간에서 공유 자원인 sharable 변수가 다른 루틴의 방해 없이 안전하게 처리됨.
네트워크 호출 구현 네트워크로부터 무언가를 호출하고 성공하거나 실패했을 때 특정 콜백 함수를 처리하는 프로그램
콜백함수는 특정 이벤트가 발생하기까지 처리되지 않다가 이벤트가 발생하면 즉시 호출되어 처리되는 함수. 즉 사용자가 아닌 시스템이나 이벤트에 따라 호출 시점을 결정함

-> 이부분은 다음에

2. 코트린의 다양한 함수 알아보기

익명 함수 익명 함수는 일반 함수이지만 이름이 없는 함수.
```
fun(x: Int, y: Int): Int = x + y
```
함수 선언 키워드 fun이 존재하지만 이름이 없는게 특징.
변수 선언에 그대로 사용할 수 있음
```
val add: (Int, Int) -> Int = fun(x,y) = x + y
val result = add(10, 2)
```
이 익명 함수에서 선언 자료형을 람다식 형태로 써 주면 변수 add는 람다식 함수처럼 add()와 같이 사용할 수 있음.
만약 매개변수에 자료형을 써 주면 선언부에 자료형은 생략할 수 있음
```
val add = fun(x: Int, y: Int) = x + y
```
람다식 표현법과 매우 유사하며 다음과 같이 동일하게 만들 수 있음
```
val add = {x: Int, y: Int -> x + y}
```
굳이 람다식을 안쓰고 익명함수를 쓰는 이유는 람다식에서는 return, break, continue처럼 제어문을 사용하기 어려움.
함수 본문 조건식에 따라 함수를 중단하고 반환해야 하는 경우에는 익명 함수를 사용해야 함
인라인 함수 인라인 함수는 이 함수가 호출되는 곳에서 함수 본문의 내용을 모두 복사해 넣어 함수의 분기 없이 처리되기 때문에 코드의 성능을 높일 수 있음
인라인 함수의 코드 자체가 복사되어 들어가기 때문에 보통은 짧게 작성함
인라인 함수는 람다식 매개변수를 가지고 있는 함수에서 동작함
```
fun main() {
    shortFunc(3) {println("First call: $it")}
    shortFunc(3) {println("Second call: $it")}
}

inline fun shortFunc(a: Int, out: (Int) -> Unit){
    println("Before calling out()")
    out(a)
    println("After calling out()")
}
```
shortFunc() 함수가 2번 호출되는 것으로 보이지만 함수 내용이 복사되어 들어감
인라인 함수 제한하기 인라인 함수의 매개변수로 사용한 람다식의 코드가 너무 길거나 인라인 함수의 본문 자체가 너무 길면 컴파일러에서 성능 경고를 할 수 있음.
그리고 인라인 함수가 너무 많이 호출되면 코드 양이 늘어나 오히려 좋지 않을 수 있음
```
inline fun sub(out1: () -> Unit, out2: () -> Unit){...}
```
위 코드의 경우 out1, out2의 람다식이 그대로 복사되어 들어가기 때문에 코드의 양이 많아짐
일부 람다식을 인라인되지 않게 하기 위해서는 noinline 키워들를 사용해야함
```
inline fun sub(out1: () -> Unit, noinline out2: () -> Unit){...}
```
noinline이 잇는 람다식은 인라인으로 처리되지 않고 분기하여 호출함
인라인 함수와 비지역 반환 코틀린에서는 익명 함수를 종료하기 위해서 return을 사용할 수 있음.
이 때는 특정 반환값 없이 return만을 사용해야 함

인라인 함수에서 사용한 람다식에서는 return문을 사용할 수 있음.
```
fun main() {
    shortFunc(3){
        println("First call: $it")
        return //1
    }
}

inline fun shortFunc(a: Int, out: (Int) -> Unit){
    println("Before calling out()")
    out(a)
    println("After calling out()") //2
}
```
out(a)는 인라인되어 대체되기 때문에 1번의 return문까지 포함됨.
따라서 2번의 println(“After calling out()”) 문장은 실행되지 않음
이러한 반환을 비지역반환이라고 부름

만약 shortFunc()가 inline 키워드로 선언되지 않으면 return문은 람다식 본문에 사용할 수 없으므로 return문을 허용할 수 없다는 오류가 남
그 밖에 out()을 직접 호출해 사용하지 않고 또 다른 함수에 중첩하면 실행 문맥이 달라지므로 return을 사용할 수 없음.
이때 비지역 반환을 금지하는 방법이 있음.
```
fun main(){
    shortFunc(3){
        println("First call: $it")
        // return 사용 불가
    }
}

inline fun shortFunc(a: Int, crossinline out: (Int) -> Unit){
    println("Before calling out()")
    nestedFunc{out(a)}
    println("After calling out()")
}

fun nestedFunc(body: () -> Unit){
    body()
}
```
crossinline 키워드는 비지역 반환을 금지해야 하는 람다식에 사용함.
위와 같이 문맥이 달라져 인라인이 되지 않는 중첩된 람다식 함수는 nestedFunc() 함수 때문에 return을 금지해야 한다.
그래서 crossinline을 사용하면 람다식에서 return문이 사용되었을 때 코드 작성 단계에서 오류를 보여줘 잘못된 비지역 반환을 방지할 수 있음.
확장 함수 클래스에는 다양한 함수가 정의되어 있음.
이것을 클래스의 멤버 메서드라고 부름.
기존의 멤버 메서드는 아니지만 기존의 클래스에 내가 원하는 함수를 하나 더 포함시켜 확장하고 싶을 때 확장 함수를 사용할 수 있음
```
fun 확장 대상.함수 이름(매개변수, ...): 반환값{
    ...
    return 값
}
```
최상위 클래스인 Any에 확장 함수를 구현하면 모든 클래스에서 확장함수를 추가할 수 있음. 코틀린의 최상위 요소는 Any이기 때문에 여기에 확장함수를 추가하면 코틀린의 모든 요소에 상속되기 때문.
중위 함수 중위 표현법은 클래스의 멤버를 호출할 때 사용하는 점(.)을 생략하고 함수 이름 뒤에 소괄호를 붙이지 않아 직관적인 이름을 사용할 수 있는 표현법.
즉, 중위 함수란 일종의 연산자를 구현할 수 있는 함수를 말함.
중위 함수를 사용하려면 3가지 조건이 필요함
1. 멤버 메서드 또는 확장 함수여야함
2. 하나의 매개변수를 가져야함
3. infix 키워드를 사용하여 정의
```
fun main() {
 //일반 표현법
 //val multi = 3.multiply(10)

 //중위 표현법
 val multi = 3 multiply 10
 println("multi: $multi")
}

 // Int를 확장해서 multiply() 함수를 하나 더 추가함
infix fun Int.multiply(x: Int): Int { //infix로 선언되므로 중위 함수
 return this * x
}
```
위의 코드에서 multiply() 함수는 하나의 매개변수를 가진 Int의 확장함수.
infix 키워드를 사용해 중위 함수임을 선언했기 때문에 연산자처럼 표현할 수 있다.
꼬리 재귀 함수 => 나중에

3. 함수와 변수의 범위

함수는 실행블록({})을 가지고 있음. 함수의 시작을 알리는 중괄호 시작 기호에서 함수가 실행되며 중괄호가 끝나는 지점에서 함수가 종료되면서 가지고 있는 지역 변수를 반환함
이와 마찬가지로 블록 내에 또 다른 함수를 정의해 넣으면 지역 함수가됨
단, 지역함수를 사용할 때는 항상 지역 함수를 먼저 선언해야 함

지역 함수도 마찬가지로 블록이 끝나면 같이 삭제됨

함수의 범위 최상위 함수와 지역함수
코틀린에서는 파일을 만들고 곧바로 main()함수나 사용자 함수를 만들 수 있음.
이것을 최상위 함수라고 함
함수 안에 또 다른 함수가 선언되어 있는 경우에는 지역함수 라고 함
```
fun main(){
    ...
    fun secondFunc(a: Int){
        ...
    }

    userFunc(4) // 사용자 함수 사용 - 선언부 위치 관계 x
    secondFunc(2) //지역함수 -  선언부가 먼저 나와야함
}

fun userFunc(counts: Int){
    ...
}
```
사용자가 만든 최상위 함수 main() 함수의 앞이나 뒤에 선언해도 main()함수 안에서 함수를 사용하는데 아무런 지장이 없음

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Min Hyung

Kotlin(6) - 함수와 함수형 프로그래밍(2)

1. 고차 함수와 람다식의 사례

2. 코트린의 다양한 함수 알아보기

3. 함수와 변수의 범위

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참고

Android(12) - 다이얼로그

Android(11) - API 레벨 & 퍼미션 설정

Android(10) - 리소스(1)

Android(9) - 이벤트 처리(1)