[Swift] 고차함수 - map, filter, reduce

안녕하세요 제인입니다!

오늘은 Swift의 고차함수 대해 알아보려고 합니다.

Swift의 여러가지 고차함수 중 가장 자주 쓰이고, 알고리즘 문제 풀이 시에도 유용하게 사용되는

map, filter, reduce 요 세가지 함수에 대해 정리해보도록 하겠습니다!

고차함수란?

고차함수는 다른함수를 전달인자로 받거나 함수를 결과로 반환하는 함수를 말합니다.

(Swift는 함수를 일급 객체로 취급하기 때문에 함수를 다른 함수의 전달인자로 사용하거나 함수를 결과로 반환하는 것이 가능합니다!)

고차함수의 종류로는 map, filter, reduce, forEach, compactMap, flatMap 등이 있습니다.

이 중에서 가장 대표적으로 많이 사용되는 map, filter, reduce에 대해 자세히 알아봅시다!

map

map은 자신을 호출할 때 매개변수로 전달된 함수를 실행하여 그 결과를 다시 반환해주는 함수입니다.

좀 더 풀어서 설명하자면, 맵을 사용하면 컨테이너가 담고 있던 각각의 값을 매개변수를 통해 받은 함수에 적용한 후,

다시 컨테이너에 포장하여 반환합니다. 이 때, 기존 컨테이너의 값은 변경되지 않고 새로운 컨테이너가 생성되어 반환됩니다.

그렇기 때문에 map은 기존 데이터를 변형(transform)하는 데 많이 사용됩니다.

 

공식문서에는 다음과 같이 정의되어 있습니다.

transform이라는 매핑 클로저 형태의 매개변수를 가지고 있고, 이 클로저는 컨테이너의 요소를 매개변수로 받아 값을 변환해 반환합니다.

그리고 클로저를 통해서 변환된 요소를 포함하는 배열을 최종적으로 반환하고 있는 것을 확인할 수 있습니다.

이제 구체적인 코드 예시를 통해 완벽히 이해해봅시다!!

 

// numbers의 각 요소에 2 곱하기

// map 사용
let numbers = [1, 2, 3, 4]
let doubledNumbers: [Int] = numbers.map { $0 * 2 }

print(doubledNumbers) // [2, 4, 6, 8]

// for 반복문 사용
let numbers = [1, 2, 3, 4]
let doubledNumbers: [Int] = []

for i in numbers {
    doubledNumbers.append(i * 2)
}

print(doubledNumbers) // [2, 4, 6, 8]

 

위의 코드는 배열의 각 요소에 2를 곱한 값을 반환하는 간단한 예시입니다.

이 작업은 for 반복문을 이용해서도 처리할 수 있는데요,

map은 컨테이너 요소를 매개변수로 받아 클로저에서 연산으로 처리하여 변환된 값을 바로 새로운 컨테이너로 반환하기 때문에

복잡한 연산일수록 map을 사용하는 것이 for문을 사용하는 경우보다 훨씬 더 간결하게 표현이 가능합니다!

filter

filter는 함수 이름으로도 직관적으로 알 수 있듯이 컨테이너 내부의 값을 걸러서 추출하는 역할을 하는 고차함수입니다.

그렇기 때문에 특정 조건에 맞게 값을 걸러내고 싶을 때 많이 사용되겠죠??

filter도 map과 마찬가지로 새로운 컨테이너에 값을 담아 반환해줍니다.

 

공식문서에는 다음과 같이 정의되어 있습니다.

 

filter 함수의 매개변수로 전달되는 isIncluded라는 클로저는 Bool 타입의 값을 반환합니다.

이 클로저는 컨테이너의 요소를 인자로 받아 요소가 최종적으로 반환될 새로운 컨테이너에 포함될 항목이라고 판단하면 true를, 아니라면 false를 반환합니다. 코드 예시로 더 살펴봅시다!!

 

// numbers에서 짝수만 추출

// filter 사용
let numbers = [1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9]
let evenNumbers = numbers.filter { $0 % 2 == 0 }

print(evenNumbers) // [2, 4, 6, 8]

// for 반복문 사용
let numbers = [1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9]
var evenNumbers: [Int] = []

for number in numbers {
    if number % 2 == 0 {
        evenNumbers.append(number)
    }
}

print(evenNumbers) // [2, 4, 6, 8]

 

위의 코드는 기존 배열에서 짝수만 추출하는 연산을 하는 간단한 예시입니다.

filter 함수의 예시도 for 반복문을 사용한 예시와 비교를 해보았는데요, 

for문으로 배열을 순회하며 조건(짝수인 요소)에 맞는 요소들을 새로운 배열에 하나씩 append 해주는 과정을 

filter로 보다 쉽고 간단하게 처리할 수 있다는 것을 확인할 수 있습니다!

reduce

reduce는 컨테이너 내부의 요소들을 하나로 합하는 기능을 실행하는 고차함수입니다.

 

바로 공식문서를 확인해보면, 다음과 같이 정의되어 있습니다.

 

위에서 살펴본 map, filter와 달리 매개변수로 받는 클로저가 두 개 입니다!

첫 번째 매개변수인 initialResult라는 이름의 클로저로 전달되는 값을 통해서 초깃값을 지정해줄 수 있습니다.

두 번째 매개변수인 nextPartialResult라는 이름의 클로저는 매개변수를 두 개 가지는데,

첫 번째 매개변수는 initialResult 매개변수를 통해 전달받은 초깃값 또는 이전 클로저의 결괏값입니다. 이는 모든 순회가 끝날 경우, reduce 함수의 최종 결괏값이 됩니다.

두 번째 매개변수는 reduce 함수가 현재 순회하고 있는 컨테이너의 요소입니다.

설명만으로 이해가 조금 어려울 수 있는데, 예시 코드를 통해서 더 살펴봅시다!

 

// 각 요소의 합 구하기

// reduce 사용
let numbers = [1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10]
let sum = numbers.reduce(0) { $0 + $1 }

print(sum) // 55

// for 반복문 사용
let numbers = [1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10]
var sum = 0

for number in numbers {
    sum += number
}

print(sum) // 55

 

위의 예시코드는 numbers 배열의 모든 요소의 합을 구하는 간단한 예제입니다.

앞의 예시들과 마찬가지로 for 반복문으로 배열을 순회하면서 합을 구하는 경우와 비교해보았는데요, 훨씬 더 표현식이 간단해지는 것을 확인할 수 있죠??

reduce 사용 예시 코드를 보면, 0을 초깃값으로 가지고 컨테이너를 순회하며 이전의 값에 계속 요소들을 더해 최종 결괏값을 반환하는 것을 알 수 있습니다.

$0에는 처음에 초깃값인 0이 전달되고, 0부터 출발해 마지막 요소까지 순회하는 내내의 결괏값이 됩니다.

$1은 현재 순회하고 있는 요소의 값입니다. 그렇기 때문에 $0(누적합계)에 $1(현재 요소)을 더한 값이 최종 반환 값이 되는 것입니다!

 

 

이렇게 Swift의 대표적인 고차함수 3가지를 정리해보았는데요!

고차함수를 잘 활용하면 기존 조건문, 반복문 등으로 처리했던 코드는 간결하게 줄이는 것이 가능할 것 같습니다.

알고리즘 문제 풀이에도 유용하게 활용되니 잘 정리해두면 좋을 것 같습니다!!😊😊

 

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[참고 자료]

 

<Apple 공식 문서>

https://developer.apple.com/documentation/swift/array/map(_:)-87c4d 

https://developer.apple.com/documentation/swift/sequence/filter(_:) 

https://developer.apple.com/documentation/swift/array/reduce(_:_:) 

 

<스위프트 프로그래밍: Swift 5>

https://product.kyobobook.co.kr/detail/S000001810190