[Swift] 고차함수 map, compactMap 의 차이와 활용법

스위프트엔 고차함수(Higer-order function)라는 게 있다.

 

엥? 고차함수??

고등학교 때 배웠던 2차, 3차, 4차 함수 처럼, 차수가 2 이상인 함수를 말하는 건가 싶었다.

 

고등학생 때 배웠던 고차함수

 

고차함수가 왜 갑자기 스위프트에 등장하나 싶었는데, 그때의 그 그래프나 방정식을 풀기 위해서가 아니었다.

 

위 이미지의 고차함수들을 스위프트의 용어를 사용해서 나름대로 해석해보겠다.

먼저, y 는 리턴값으로 이해할 수 있다. 어떤 계산을 거쳐서, 최종적으로 나오는 값이니까.

 

그리고 x 는 파라미터로 볼 수 있다. 어떤 값을 집어넣느냐에 따라, 리턴값에 영향을 주니까.

a, b, c 등의 '계수'는 constant, 즉 상수로 볼 수 있다. 스위프트에서 let 으로 선언하는 값들 말이다. 변하지 않는 숫자라고 가정한다.

 

1차 함수의 경우는 간단하다.

파라미터인 x 가 변하면, 곧 리턴값인 y 도 변한다. 따라서 y 값도 예측하기가 쉽다.

 

근데 1차 함수인 y = ax + b 모양에서, 상수였던 a 자리에 ax + b 를 집어넣어 보자. 대신 b 는 c 로 바꾼다.

그러면 y = (ax + b)x + c 가 된다. 전형적인 2차 함수의 모습이다.

 

리턴값 y 에 영향을 주는 파라미터 x 가 2개가 됐다. 이제는 리턴값 y 가 나오는 패턴도 일차함수 마냥 단순하지가 않다.

요동치는 곡선이 된다. 이런 식으로 함수 안에 함수가 또 들어가있는 경우를, 고차함수라고 한다.

 

스위프트에서 함수는 일급객체(first-class citizen)라서

전달인자(Argument), 변수, 상수 등으로 저장/전달이 가능하다. 심지어 함수의 리턴을 또 다른 함수 형태로도 만들 수 있다.

(다른 함수를 전달인자로 받거나, 함수 실행의 결과로 함수를 반환하는 함수)

 

이번 글에서는 스위프트 표준 라이브러리에서 제공하는 고차함수 중, map 과 compactMap 에 대해 공부해보자.

우선 Xcode 에서 map 과 compactMap 의 정의, 설명은 다음과 같다.

 

map

Returns an array containing the result of mapping the given closure over the sequence's elemetns.

 

시퀀스의 요소에 주어진 클로저를 매핑한 결과가 담긴 배열을 반환한다.

 

map 정의

---

compactMap

Returns an array containing the non-nil results of calling the given transformation with each element of this sequence.

 

시퀀스의 각 요소에 변형을 준 뒤, nil 이 아닌 결과가 담긴 배열을 반환한다.

 

compactMap 정의

 

둘 다, map 이름이 달린 만큼, 배열에 어떤 '함수'를 적용한 뒤, 다시 새로운 배열로 반환하는데

가장 큰 차이는 compactMap 은 nil 이 아닌 값들만 선택적으로 반환한다는 것이다.

 

예시를 만들어보자.

 

// 다양한 String 을 요소로 같는 배열을 만들었다. "1"과 "5"는 Int 로 바꿀 수 있다.
let test: [String] = ["1", "/2/", "three", "5", "1s"]

 

나는 test 라는 [String] 의 각 요소들(each element)중에서 Int 로 변형할 수 있는 요소들만 가져오고 싶다.

 

참고로, Int(값) 의 리턴 타입은 Int? 이다. 즉, 리턴값으로 Int 를 반환할 수도, 만약 Int 로 바꿀 수가 없다면 nil 이 반환된다.

 

let stringOfInt = "456"
print(Int(stringOfInt))
// Optional(456)

let stringOfDouble = "0.01"
print(Int(stringOfDouble))
// nil

 

위 예시에서, Int(값) 의 리턴 타입이 Int? 이기 때문에, 문자열 "456" 이 옵셔널이 씌워진 상태로(wrapped) 나오는 것을 확인할 수 있다.

 

자 이제, 다시 map, compactMap 의 예시로 돌아가보자.

 

let test: [String] = ["1", "/2/", "three", "5", "1s"]

let mapTest = test.map { Int($0) }
print(mapTest)
// [Optional(1), nil, nil, Optional(5), nil]
// -> nil 이 반환되더라도, 모조리 가져옴. 또한 정상적으로 변형된 값도 Optional 이 달려있음

let compactMapTest = test.compactMap { Int($0) }
print(compactMapTest)
// [1, 5]
// -> nil 은 가져오질 않음. 그리고 변형된 값도 Optional 을 벗긴 채로 가져옴.

let filterTest = test.filter { Int($0) != nil }
print(filterTest)
// ["1", "5"]
// nil 은 가져오지 않지만, Int 값으로 변경해서 가져오는 게 아니라, 필터를 통과한 원본을 반환해줌.

 

map 을 적용한 결과는 어떤가?

 

숫자로 바뀌었더라도, 옵셔널이 씌워진 상태로 들어왔다.

즉, 나중에 저 값을 쓰려면 unwrapping 을 다시 해줘야 한다는 말이다. (귀찮아지겠지...)

 

반면 compactMap 을 적용한 결과를 보면, 내가 작성해준 클로저 내부의 변형(the given transformation)을 적용하고

non-nil results 들만 배열로 다시 반환된 것을 볼 수 있다. 심지어 옵셔널도 씌워져 있지 않다.

 

왜? nil 나오는 애들은 전부 빼버렸으니까, 확실하게 non-nil 인 요소들이라서 옵셔널이 벗겨져서 나온 것이다.

 

그리고 마지막 예시인 filter 는 참고용으로 넣은 건데

filter 고차함수는 조건을 만족하는 값을 반환해준다. 이 고차함수도 아주 유용하다.

 

나는 { Int($0) != nil } 이라는 조건을 걸었다. 즉, Int() 로 변경해봤을 때 nil 이 아닌 애들만 리턴해달라는 요청이다.

 

결과는 ["1", "5"] 가 나왔다.

숫자만 잘 뽑아오긴 했지만, Int 값이 아니라 여전히 원본 그대로인 String 타입으로 리턴됐다는 점을 확인하면 된다.

 

어떻게 활용할 수 있을까?

아직 부족한 스위프트 실력이지만

옵셔널은 최대한 없애거나, 안전하게 unwrapping 해서, non-optional 상태로 사용하는 게 좋다고 생각한다.

 

그런 면에서, 옵셔널을 생산하는 map 보다는 nil 값을 차단하고, 옵셔널이 벗겨진 값만 내놓는 compactMap 이 좀 더 매력적으로 보이긴 한다. 용도도 비슷하고.

 

나중에 좀 더 고급진 예시와 활용법을 다시 정리해봐야겠다.