Section2

Section2 1일차

Heemok 2023. 5. 10. 11:50

2023-05-10(수)

 

Section 2 Unit1 - [JavaScript] 고차 함수

Chapter1. 고차 함수

  • 개념학습: 기초 개념을 학습합니다.
  • 퀴즈: 학습한 개념의 이해도를 확인합니다.
  • 연습문제: 연습문제를 풀고 제출합니다.

Chapter2. 내장 고차 함수

  • 개념학습: 기초 개념을 학습합니다.
  • 퀴즈: 학습한 개념의 이해도를 확인합니다.
  • 연습문제: 연습문제를 풀고 제출합니다.

Chapter3. 고차 함수의 중요성

  • 개념학습: 기초 개념을 학습합니다.
  • 퀴즈: 학습한 개념의 이해도를 확인합니다.
  • 연습문제: 연습문제를 풀고 제출합니다.

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일급 객체

 

함수는 대표적인 일급 객체중 하나입니다. 함수는 3가지 특별한 점이 있는데

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

이렇게 함수를 변수에 할당할 수 있기 때문에, 함수를 배열의 요소나 객체의 속성 값으로도 저장 가능합니다.

즉, 함수를 데이터처럼 다룰 수 있습니다.

 

예를 들어 보겠습니다.

1. 변수에 함수를 할당하는 경우

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

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

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

함수 표현식은 우선 변수에 할당한 다음에 사용할 수 있습니다.

 

함수는 데이터를 인자로 받거나, 리턴 값으로 사용할 수 있습니다. 함수도 변수에 저장될 수 있기 때문입니다.

 

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고차 함수의 이해

 

고차 함수(higher order function)는 함수를 전달인자(argument)로 받을 수 있고, 함수를 리턴할 수 있는 함수입니다. 이전 콘텐츠에서 확인했듯이, 함수는 변수에 저장할 수 있습니다. 그리고 함수는, 함수를 담은 변수를 전달인자로 받을 수 있습니다. 마찬가지로, 함수 내부에서 변수에 함수를 할당할 수 있습니다. 그리고 함수는 이 변수를 리턴할 수 있습니다. 여기서 변수에 할당하지 않고 함수를 바로 이용할 수 있습니다. 어떤 고차 함수에 함수를 전달인자로 전달하고, 고차 함수는 함수 자체를 리턴합니다. 변수가 빠졌을 뿐, 동일하게 동작합니다.

 

이때 다른 함수의 전달인자로 전달되는 함수를 콜백 함수 라고 합니다.

 

콜백 함수를 전달받은 고차함수는, 함수 내부에서 이 콜백 함수를 호출할 수 있고, 조건에 따라 콜백 함수의 실행 여부를 결정할 수도 있습니다.

 

함수를 리턴하는 함수는 커링 함수라고 합니다. 커링 함수를 사용하는 경우는, 함수를 전달인자로 받는 함수에만 한정해 사용합니다. 

 

예를 들어보면

1. 다른 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

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내장 고차 함수

 

자바스크립트에는 기본적으로 내장된 고차 함수가 여럿 있습니다.

대표적으로 배열 메서드들 중 일부가 고차 함수에 해당합니다.

 

배열메서드 중 하나인 filter를 학습해봅시다.

배열의 filter 메서드는, 모든 배열의 요소 중에서 특정 조건을 만족하는 요소를 걸러내는 메서드입니다.

 

예를들어 봅시다

// 아래 코드에서 '짝수'와 '길이 5 이하'는 문법 오류(syntax error)에 해당합니다.
// 의미만 이해해도 충분합니다.
let arr = [1, 2, 3, 4];
let output = arr.filter(짝수);
console.log(output); // ->> [2, 4]

arr = ['hello', 'code', 'states', 'happy', 'hacking'];
output = arr.filter(길이 5 이하)
console.log(output); // ->> ['hello', 'code', 'happy']

여기서 걸러내는 기준이 되는 특정 조건은 filter 메서드의 전달인자로 전달됩니다. 이때 전달되는 조건은 함수의 형태입니다. filter 메서드는, 걸러내기 위한 조건을 명시한 함수를 전달인자로 받기 때문에 고차 함수입니다.

 

// 아래 코드는 정확한 표현 방식은 아닙니다.
// 의미만 이해해도 충분합니다.

let arr = [1, 2, 3];
// 배열의 filter 메서드는 함수를 전달인자로 받는 고차 함수입니다.
// arr.filter를 실행하면 내부적으로 arr에 접근할 수 있다고 생각해도 됩니다.
arr.filter = function (arr, func) {
  const newArr = [];
  for (let i = 0; i < arr.length; i++) {
    // filter에 전달인자로 전달된 콜백 함수는 arr의 각 요소를 전달받아 호출됩니다.
    // 콜백 함수가 true를 리턴하는 경우에만 새로운 배열에 추가됩니다.
    if (func(arr[i]) === true) {
      newArr.push(this[i]);
    }
  }
  // 콜백 함수의 결과가 true인 요소들만 저장된 배열을 리턴합니다.
  return newArr;
};

/*
 * filter 메서드의 보다 정확한 정의는 아래와 같습니다. 아래 코드를 이해하기 위해서는 다음 유닛에서 프로토타입과 this에 대한 학습이 필요합니다.
 * Array.prototype.filter = function(func) {
 *   const arr = this;
 *   const newArr = []
 *   for(let i = 0; i < arr.length; i++) {
 *     if (func(arr[i]) === true) {
 *       newArr.push(this[i])
 *     }
 *   }
 *   return newArr;
 * }
 */

filter 메서드는 배열의 요소를 콜백 함수에 다시 전달합니다. 콜백 함수는 전달받은 배열의 요소를 받아 함수를 실행하고, 콜백 함수 내부의 조건에 따라 참(true) 또는 거짓(false)을 리턴해야 합니다. 

 

// 함수 표현식
const isEven = function (num) {
  return num % 2 === 0;
};

let arr = [1, 2, 3, 4];
// let output = arr.filter(짝수);
// '짝수'를 판별하는 함수가 조건으로서 filter 메서드의 전달인자로 전달됩니다.
let output = arr.filter(isEven);
console.log(output); // ->> [2, 4]

const isLteFive = function (str) {
  // Lte = less then equal
  return str.length <= 5;
};

arr = ['hello', 'code', 'states', 'happy', 'hacking'];
// output = arr.filter(길이 5 이하)
// '길이 5 이하'를 판별하는 함수가 조건으로서 filter 메서드의 전달인자로 전달됩니다.
let output = arr.filter(isLteFive);
console.log(output); // ->> ['hello', 'code', 'happy']

filter 활용 시 아래 과정을 이용하면 좋습니다.

  • 배열의 각 요소가
  • 특정 논리(함수)에 따르면, 사실(true)일 때
  • 따로 분류합니다(filter).

여기서 문제를 내보겠습니다. 

- 만화책 식객 27권의 정보가 배열에 담겨있습니다. 출판 연도가 2003년인 단행본만 담은 배열을 만드세요.

 

이 문제를 위의 방식대로 진행해보면

  • 배열의 각 요소 : 각 식객 1- 27권의 정보
  • 특정 논리(함수) : 책의 출판 연도가 2003년입니다. (true / false)
  • 따로 분류 : 출판 연도가 2003년인 책의 정보
// 단행본 모음
const cartoons = [
  {
    id: 1,
    bookType: 'cartoon',
    title: '식객',
    subtitle: '어머니의 쌀',
    createdAt: '2003-09-09',
    genre: '요리',
    artist: '허영만',
    averageScore: 9.66,
  },
  {
    id: 2,
    // .. 이하 생략
  },
  // ... 이하 생략
]; 

// 단행본 한 권의 출판 연도가 2003인지 확인하는 함수
const isCreatedAt2003 = function (cartoon) {
  const fullYear = new Date(cartoon.createdAt).getFullYear()
  return fullYear === 2003;
}; 

// 출판 연도가 2003년인 책의 모음
const filteredCartoons = cartoons.filter(isCreatedAt2003);

 

 

 

map

= 모든 요소에게 동일한 행동을 주어 반환하는 메소드입니다.

예를 들자면

array에 [ 1, 2 ,3] 이란 값이 있고, 이 값에 2를 곱한 후 리턴 해주는 것을 map 메소드를 이용한 사례라고 할 수 있습니다.

모두 동일한 조건으로 행동을 하여 반환하는 것입니다.

 

여기서 2를 곱하는 함수를 넣어 사용해 주어야 합니다.

 

처음 filter를 사용할때 처럼 과정을 넣어 보겠습니다.

 

  • 배열의 각 요소가
  • 특정 논리(함수)에 의해
  • 다른 요소로 지정(map) 됩니다

만화책 식객 27권의 정보가 배열에 담겨있습니다. 각 책의 부제(subtitle)만 담은 배열을 만드세요.

  • 배열의 각 요소 : 각 식객 1- 27권의 정보
  • 특정 논리(함수) : 책 한 권의 부제를 찾습니다.
  • 다른 요소로 지정 : 각 식객 1- 27권의 부제
// 만화책 모음
const cartoons = [
  {
    id: 1,
    bookType: 'cartoon',
    title: '식객',
    subtitle: '어머니의 쌀',
    createdAt: '2003-09-09',
    genre: '요리',
    artist: '허영만',
    averageScore: 9.66,
  },
  {
    id: 2,
    // .. 이하 생략
  },
  // ... 이하 생략
]; 

// 만화책 한 권의 부제를 리턴하는 로직(함수)
const findSubtitle = function (cartoon) {
  return cartoon.subtitle;
}; 

// 각 책의 부제 모음 
const subtitles = cartoons.map(findSubtitle); // ['어머니의 쌀', ...]

 

reduce

= 배열을 하나의 값으로 만들어주는 메소드

배열의 초기값을 주거나, 없다면 배열의 첫번째 인자가 첫번째 초기값이 됩니다.

배열의 모든값들을 모두 더하여 리턴해주게 됩니다.

 

const arr = [1, 2, 3];
const result = arr.reduce((acc, cur, idx) => {
  let newAcc = acc + cur;
  return newAcc;
}, 1)
result;

 

reduce 활용 시, 아래 과정을 꼭 기억하세요.

  • 배열의 각 요소를
  • 특정 방법(함수)에 따라
  • 원하는 하나의 형태로
  • 응축합니다. (reduction)

만화책 식객 27권의 정보가 배열에 담겨있습니다. 각 단행본의 평점의 평균을 리턴하세요.

 

  • 배열의 각 요소 : 각 식객 1- 27권의 정보
  • 응축하는 방법 (함수) : 각 단행본의 평점을 누적값에 더합니다.
  • 원하는 형태 : 숫자로 누적합니다.
  • 응축된 결과 : 각 단행본의 평점의 합을 단행본의 길이로 나눈 평점의 평균

reduce는 이렇게 여러 데이터를, 하나의 데이터로 응축(reduce)할 때 사용합니다.

 

// 단행본 모음
const cartoons = [
  {
    id: 1,
    bookType: 'cartoon',
    title: '식객',
    subtitle: '어머니의 쌀',
    createdAt: '2003-09-09',
    genre: '요리',
    artist: '허영만',
    averageScore: 9.66,
  },
  {
    id: 2,
    // .. 이하 생략
  },
  // ... 이하 생략
];

// 단행본 한 권의 평점을 누적값에 더한다.
const scoreReducer = function (sum, cartoon) {
  return sum + cartoon.averageScore;
}; 

// 초기값에 0을 주고, 숫자의 형태로 평점을 누적한다.
let initialValue = 0 
// 모든 책의 평점을 누적한 평균을 구한다.
const cartoonsAvgScore = cartoons.reduce(scoreReducer, initialValue) / cartoons.length;

reduce의 색다른 사용법

- 배열을 문자열로 -

  • 배열의 각 요소 : 유저 정보
  • 응축하는 방법 (함수) : 하나의 유저의 이름과 쉼표를 이어 붙입니다.(concat)
  • 원하는 형태 : 문자열로 누적합니다.
  • 응축된 결과 : 쉼표로 구분되는 모든 유저의 이름
function joinName(resultStr, user) {
  resultStr = resultStr + user.name + ', ';
  return resultStr;
}

let users = [
  { name: 'Tim', age: 40 },
  { name: 'Satya', age: 30 },
  { name: 'Sundar', age: 50 }
];

users.reduce(joinName, '');

 

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지금까지 고차함수에 대해 배웠는데 왜 고차함수를 사용해야 할까요?

 

추상화(adstraction)이란 말이 있습니다. 

복잡한 어떤 것을 압축해서 핵심만 추출한 상태로 만드는 것이 추상화 입니다.

 

우리가 살아가는 이 세상은, 추상화로 가득 차 있습니다. '-1'을 표현하는 현실의 방법은 존재하지 않습니다.

그러나 우리는 '-1'이라는 문자를 보고, "-1은 0보다 1만큼 작은 수다."라고 설명할 수 있습니다.

 

이렇듯, 추상화를 이용하면, 효율적이고 편하게 생각할 수 있기 때문입니다.

 

JavaScript를 비롯한 많은 프로그래밍 언어 역시, 추상화의 결과입니다. 컴퓨터를 구성하는 장치(중앙처리장치, CPU; Central Processing Unit)는 0과 1만 이해합니다.

 

크롬 개발자 도구의 콘솔(console) 탭에서 다음의 코드를 입력했을 때, 어떤 과정을 거쳐 10이 출력되는지 몰라도

10을 출력할 수 있습니다. 그런 복잡한 것들은 크롬의 JavaScript 해석기(엔진)가 대신해 주기 때문입니다.

 

function sum(num1, num2) {
  return num1 + num2;
}
const output = sum(3, 7);
console.log(output); // --> 10

컴퓨터의 내부 구조에 대한 고민이 추상화로 해결되었습니다. 우리는 JavaScript의 문법(syntax)을 올바르게 사용하는 것만으로, JavaScript가 없었을 때보다 다양한 프로그램을 보다 쉽게 작성할 수 있습니다. 이처럼 고민거리가 줄어들고,

그래서 문제의 해결이 더 쉬워지는 것이 추상화의 이점입니다.

 

  • 추상화 = 생산성(productivity)의 향상

 

한편 프로그램을 작성할 때, 자주 반복해서 사용하는 로직은 별도의 함수로 작성하기도 합니다. 이 역시 추상화의 좋은 사례입니다. 추상화의 관점에서 함수를 바라보면, 함수는 사고(thought) 또는 논리(logic)의 묶음입니다.

 

아래의 getAverage 함수는 number 타입을 요소로 갖는 배열을 입력받아, 모든 요소의 평균값을 리턴합니다.

앞으로는 number 타입을 요소로 갖는 배열을 인자로 전달하기만 하면,

복잡한 로직은 신경 쓰지 않아도 평균값을 얻을 수 있습니다.

 

function getAverage(data) {
  let sum = 0;
  for (let i = 0; i < data.length; i++) {
    sum = sum + data[i];
  }
  return sum / data.length;
}

let output = getAverage([1, 2, 3]);
console.log(output); // --> 2

output = getAverage([4, 2, 3, 6, 5, 4]);
console.log(output); // --> 4

함수를 통해 얻은 추상화를, 한 단계 더 높인 것이 고차 함수입니다. getAverage 함수는 값(배열)을 전달받아, 이 값을 가지고 복잡한 작업을 수행합니다. 이는 값 수준에서의 추상화입니다.

  • 함수 = 값을 전달받아 값을 리턴한다. = 값에 대한 복잡한 로직은 감추어져 있다. = 값 수준에서의 추상화

고차 함수는 이 추상화의 수준을 사고의 추상화 수준으로 끌어올립니다.

  • 값 수준의 추상화: 단순히 값(value)을 전달받아 처리하는 수준
  • 사고의 추상화: 함수(사고의 묶음)를 전달받아 처리하는 수준

다시 말해 고차 함수를 통해, 보다 높은 수준(higher order)에서 생각할 수 있습니다.

  • 고차 함수 = 함수를 전달받거나 함수를 리턴한다. = 사고(함수)에 대한 복잡한 로직은 감추어져 있다. = 사고 수준에서의 추상화

추상화의 수준이 높아지면 생산성도 비약적으로 상승할 수 있습니다.

 

 

 

 

 

 

 

코플릿 풀기

 

헷갈리는 문제 = 6번 , 7번 , 13번 , 14번, 21번 , 23번, 26번, 27번

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