Code States 17일차 - 고차함수

일급객체

컴퓨터 프로그래밍 언어 디자인에서, 일급 객체(first-class object)란 다른 객체들에 일반적으로 적용 가능한 연산을 모두 지원하는 객체를 가리킨다. 보통 함수에 매개변수로 넘기기, 수정하기, 변수에 대입하기와 같은 연산을 지원할 때 일급 객체라고 한다.

출처: 일급객체 - 위키백과

일급객체의 특징

• 변수에 할당(assignment) 할 수 있다.
• 다른 함수의 인자(argument)로 전달될 수 있다.
• 다른 함수의 결과로서 리턴될 수 있다.

함수를 변수에 할당할 수 있기 때문에, 함수를 배열의 요소나 객체의 속성값으로 저장할 수 있다. 이는 함수를 데이터(string, number, boolean, array, object)를 다루듯이 다룰 수 있다는 걸 의미한다.

 

1. 변수에 할당(assignment) 할 수 있다.

/*
 * 아래는 변수 square에 함수를 할당하는 함수 표현식입니다.
 * 자바스크립트에서 함수는 일급 객체이기 때문에 변수에 저장할 수 있습니다.
 *
 * 함수 표현식은 할당 전에 사용할 수 없습니다.
 * square(7); // --> ReferenceError: Can't find variable: square
 */

const square = function (num) {
  return num * num;
};

// square에는 함수가 저장되어 있으므로 (일급 객체), 함수 호출 연산자 '()'를 사용할 수 있습니다.
output = square(7);
console.log(output); // --> 49

2. 다른 함수의 인자(argument)로 전달될 수 있다.

const square = function (num) {
  return num * num;
};

function numVolume(num, func){
  return func(num);
}

numVolume(7, square); // --> 49

3. 다른 함수의 결과로서 리턴될 수 있다.

function numVolume(num1){
  return frunction numMultiply(num2){
    return num1 * num2;
  }
}

numVolume(3)(5); // --> 15

함수 선언식은 어느 위치에나 함수를 선언할 수 있고, 함수의 실행 위치도 중요하지 않다. 반면에 함수 표현식은 함수의 할당과 실행의 위치에 따라 결과가 달라지기 때문에, 코드의 위치를 어느 정도 예측할 수 있다. 호이스팅을 제외하면, 함수 선언식과 함수 표현식은 크게 차이가 없다. 다만, 함수 표현식의 경우는 함수가 변수에 저장될 수 있다는 사실을 보다 분명하게 보여 준다.

그리고 함수는 변수에 저장된 데이터를 인자로 받거나, 리턴 값으로 사용할 수 있다. 함수도 변수에 저장될 수 있기 때문에 함수를 인자로 받거나, 리턴 값으로 사용할 수 있다.

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고차함수

고차 함수(higher order function)는 함수를 인자(argument)로 받을 수 있고, 함수의 형태로 리턴할 수 있는 함수이다.

위에서 확인했듯이, 함수는 변수에 저장할 수 있다. 그리고 함수는, 함수를 담은 변수를 인자로 전달받을 수 있다. 마찬가지로, 함수 내부에서 변수에 함수를 할당할 수 있다. 그리고 함수는 이 변수를 리턴할 수 있다. 여기서 변수에 할당하지 않고 함수를 바로 이용할 수 있다. 어떤 고차 함수에 함수를 인자로 전달하고, 고차 함수는 함수 자체를 리턴합니다. 변수가 빠졌을 뿐, 동일하게 동작한다.

 

이때 다른 함수(caller)의 인자(argument)로 전달되는 함수를 콜백 함수(callback function)라고 한다.

콜백 함수를 전달받은 고차 함수는, 함수 내부에서 이 콜백 함수를 호출(invoke) 할 수 있다. caller는 조건에 따라 콜백 함수의 실행 여부를 결정할 수 있다. 아예 호출하지 않을 수도 있고, 여러 번 실행할 수도 있다. 특정 작업의 완료 후에 호출하는 경우는 이후에 충분히 접할 수 있습니다.

 

'함수를 리턴하는 함수'는 모양새가 특이한 만큼, 부르는 용어가 따로 있다. '함수를 리턴하는 함수'를 고안해 낸 논리학자 하스켈 커리(Haskell Curry)의 이름을 따, 커리 함수라고 한다. 따로 커리 함수라는 용어를 사용하는 경우에는, 고차 함수란 용어를 '함수를 인자로 받는 함수'에만 한정해 사용하기도 한다. 그러나 정확하게 구분하자면, 고차 함수가 커리 함수를 포함한다.

 

1. 함수를 인자로 받는 경우

function double(num) {
  return num * 2;
}

function doubleNum(func, num) {
  return func(num);
}

/*
 * 함수 doubleNum은 다른 함수를 인자로 받는 고차 함수입니다.
 * 함수 doubleNum의 첫 번째 인자 func에 함수가 들어올 경우
 * 함수 func는 함수 doubleNum의 콜백 함수입니다.
 * 아래와 같은 경우, 함수 double은 함수 doubleNum의 콜백 함수입니다.
 */
let output = doubleNum(double, 4);
console.log(output); // -> 8

2. 함수를 리턴하는 경우

function adder(added) {
  return function (num) {
    return num + added;
  };
}

/*
 * 함수 adder는 다른 함수를 리턴하는 고차 함수입니다.
 * adder는 인자 한 개를 입력받아서 함수(익명 함수)를 리턴합니다.
 * 리턴되는 익명 함수는 인자 한 개를 받아서 added와 더한 값을 리턴합니다.
 */

// adder(5)는 함수이므로 함수 호출 연산자 '()'를 사용할 수 있습니다.
let output = adder(5)(3); // -> 8
console.log(output); // -> 8

// adder가 리턴하는 함수를 변수에 저장할 수 있습니다.
// javascript에서 함수는 일급 객체이기 때문입니다.
const add3 = adder(3);
output = add3(2);
console.log(output); // -> 5

3. 함수를 인자로 받고, 함수를 리턴하는 경우

function double(num) {
  return num * 2;
}

function doubleAdder(added, func) {
  const doubled = func(added);
  return function (num) {
    return num + doubled;
  };
}

/*
 * 함수 doubleAdder는 고차 함수입니다.
 * 함수 doubleAdder의 인자 func는 함수 doubleAdder의 콜백 함수입니다.
 * 함수 double은 함수 doubleAdder의 콜백으로 전달되었습니다.
 */

// doubleAdder(5, double)는 함수이므로 함수 호출 기호 '()'를 사용할 수 있습니다.
doubleAdder(5, double)(3); // -> 13

// doubleAdder가 리턴하는 함수를 변수에 저장할 수 있습니다. (일급 객체)
const addTwice3 = doubleAdder(3, double);
addTwice3(2); // --> 8