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💻 함수형 프로그래밍(Functional Programming)

👨🏻‍💻 함수형 프로그래밍이란?

• 함수형 프로그래밍은 순수 함수(Pure Function)를 조합하고 상태 공유(Shared State), 변경 가능한 데이터(Mutable Data) 및 부수 효과(Side Effects)을 피하여 소프트웨어를 만드는 프로세스이다.
• 함수형 프로그래밍은 명령형(imperative)가 아닌 선언형(declarative)이며 애플리케이션의 상태는 순수 함수를 통해 전달된다.
• 함수형 프로그래밍은 위에서 정의된 기본 원칙들을 기반으로 소프트웨어를 구성하는 프로그래밍 패러다임이다.

👨🏻‍💻 함수형 프로그래밍의 특징

🏃 부수 효과(Side Effect)가 없다.

• 부수 효과란 다음과 같은 변화 또는 변화가 발생하는 작업을 말한다.

  1. 변수의 값이 변경 됨
  2. 자료 구조를 제자리에서 수정함
  3. 객체의 필드값을 설정함
  4. 예외나 오류가 발생하며 실행이 중단됨
  5. 콘솔 또는 파일I/O가 발생함

• 이러한 부수 효과들을 제거한 함수들을 순수 함수(Pure Function)이라고 한다.

🏃 순수 함수(Pure Function)

• 함수형 프로그래밍에서 사용하는 함수는 이러한 순수 함수들이다.

  1. Memory or I/O의 관점에서 부수 효과(Side Effect)가 없는 함수
  2. 함수의 실행이 외부에 영향을 끼치지 않는 함수

• 순수 함수(Pure Function)을 이용하면 다음과 같은 효과를 얻을 수 있다.

  1. 함수 자체가 독립적이며 부수 효과(Side Effect)가 없기 때문에 Thread에 안정성을 보장받을 수 있다.
  2. Thread에 안정성을 보장받아 병렬 처리를 동기화 없이 진행할 수 있다.

🏃 일급 함수(First Class Function)

• 일급 함수라는 말은 함수를 객체로 취급하는 것을 두고 말한다. 더 쉽게 말하면 일반 변수와 같이 취급할 수 있다는 뜻이다. 어떤 값을 변수에 저장하고, 함수를 호출할 때 파라미터로 넘기고, 함수의 결과로 어떤 값을 리턴할 수 있다.
• 일급 함수는 다음과 같은 특징을 갖고있다.

  1. 변수나 데이터 구조 안에 담을 수 있다.
  2. 파라미터로 전달할 수 있다.
  3. 반환값으로 사용할 수 있다.
  4. 할당에 사용된 이름과 무관하게 고유한 구별이 가능하다.

  const startCase = function(str) {
    return str.charAt(0).toUpperCase() + str.slice(1);
  };

  startCase('hello'); // Hello

• 위 예제처럼 함수를 변수에 할당하는 형태로 선언할 수 있다. 그리고 할당한 변수를 통해서 함수를 호출할 수 있다.

  document.querySelector('.my-button').addEventListener('click', (event) => {
    console.log('버튼 클릭!');
  });

• 함수를 파라미터로도 전달 할 수 있다. 대표적인 예로 이벤트 리스터의 콜백함수이다.

🏃 참조 투명성(Referential Transparency)

• 참조 투명성은 어떤 함수가 같은 파라미터에 대해서 같은 리턴값을 언제나 보장하는 것을 참조 투명성이라고 합니다.

  1. 동일한 인자에 대해 항상 동일한 결과를 반환해야 한다.
  2. 참조 투명성을 통해 기존의 값은 변경되지 않고 유지된다.(Immutable Data)

  const negate = (num) => {
    return num * -1;
  }

• negate 함수는 숫자를 받아서 음수는 양수로 양수로 음수로 전환하는 함수이다. 위 함수는 같은 입력에 대해서 항상 같은 출력을 받환한다.

🏃 불변성(Immutability)

• 입력받은 파라미터나 외부 변수를 변경하지 않는 것을 불변이라고 한다.

  const replaceSpace = (str) => {
    return str.replace(/(_|-)/, ' ');
  }

  const startCase = (str) => {
    return str.charAt(0).toUpperCase() + str.slice(1);
  }

  const changePartStartCase = (str) => {
    return str.split(' ').map(startCase).join(' ')
  }

• 위 예제에서 replace(), toUpperCase(), slice() 모두 새로운 값을 반환한다.
• 새로운 값을 반환하면 입력 받은 값을 오염시키지 않고 새로운 값을 반환하는 함수를 불변이라고 말할 수 있다.
• 즉, 부수 효과(Side Effect)가 없다고 생각할 수 있다.

👨🏻‍💻 순수함수 장점

• 캐시가 가능하다. 항상 같은 입력에 대해서 같은 값을 반환하기 때문에 함수의 로직이 복잡하고 큰 계산이 드는 함수라면 memoize를 이용해서 캐시를 할 수 있다.
• 테스트가 아주 쉽다. 같은 입력에 대해서 같은 출력을 내기 때문에 기대하는 값이 명확하기 때문이다.
• 병렬 처리에 유리하다. 순수 함수는 외부 함수에 대한 참조가 없고, 사이드 이펙트를 만들지 않기 때문에 병렬처리가 가능하다.

참고

https://velog.io/@nakta/FP-in-JS-%EC%9E%90%EB%B0%94%EC%8A%A4%ED%81%AC%EB%A6%BD%ED%8A%B8%EB%A1%9C-%EC%A0%91%ED%95%B4%EB%B3%B4%EB%8A%94-%ED%95%A8%EC%88%98%ED%98%95-%ED%94%84%EB%A1%9C%EA%B7%B8%EB%9E%98%EB%B0%8D-%ED%95%A8%EC%88%98%ED%98%95-%ED%94%84%EB%A1%9C%EA%B7%B8%EB%9E%98%EB%B0%8D%EC%9D%98-%ED%8A%B9%EC%A7%95
https://sungjk.github.io/2017/07/17/fp.html
https://mangkyu.tistory.com/111