코드 스멜 없애기 - Part 1
일급 함수를 이용한 리팩터링
일급 함수를 이용한 코드 개선기
안녕하세요.
카카오 헤어샵 Dean 입니다.
카카오 헤어샵 개발 중 냄새나는 코드를 개선한 경험들을 몇 차례 공유드리려고 합니다.
이번 글에서는 일급 함수를 이용하여 코드를 어떻게 개선할 수 있는지에 대해 소개해드리겠습니다.
우선 일급 객체(first-class object) 또는 일급 시민(first-class citizen)란 어떤 객체를 뜻하는 것인지 알아야 합니다.
일반적으로 일급 객체가 되기 위한 조건으로 아래 3가지를 만족해야 합니다.
1. 메소드의 인자로 전달 가능해야 한다.
2. 변수에 할당할 수 있어야 한다.
3. 리턴 값으로 반환할 수 있어야 한다.
간략하게 정리하자면 우리가 일반적으로 만들고 사용해온 객체는 위 3가지 조건을 만족하니 일급 객체라고 할 수 있습니다.
일급 함수란 무엇인가?
함수형 프로그래밍의 관점에서는 함수를 마치 일반 값처럼 사용해서 인수로 전달하거나, 결과로 반환받거나,
자료구조에 저장할 수 있음을 의미하고 일반 값처럼 취급할 수 있는 함수를 일급 함수라고 한다.
일반 값이나 함수형 프로그래밍의 관점이라는 단어를 제외한다면, 위에서 정리한 일급 객체가 되기 위한 조건 3가지와 일치하는 것을 알 수 있습니다.
Java 8 이전엔 Java는 일급 함수를 지원하지 않았지만 지금은 Java도 일급 함수를 지원한다!라고 이야기할 수 있습니다.
Java가 어떻게 일급 함수를 지원하는지 간략한 예제 코드를 통하여 알아보겠습니다.
1. 함수를 매개변수로 전달
// 정수형 리스트를 계산하는 클래스 정의.
public class IntCalculator {
private final List<Integer> numbers;
public IntCalculator(List<Integer> numbers) {
this.numbers = numbers;
}
// 일반적인 메소드, 상태값을 모두 더하여 리턴한다.
public int calculate() {
return numbers.stream()
.reduce(0, (integer, integer2) -> integer + integer2);
}
// 함수를 매개변수로 전달 받는방법.
public int calculateByFunction(Function<List<Integer>, Integer> calculator) {
return calculator.apply(numbers);
}
}
public class Main {
public static void main(String[] args) {
List<Integer> numbers = IntStream.rangeClosed(1, 10)
.boxed()
.collect(Collectors.toList());
IntCalculator intCalculator = new IntCalculator(numbers);
// 객체의 계산 메소드 호출
int result = intCalculator.calculate();
// 함수를 매개변수로 전달.
int resultByFunction = intCalculator.calculateByFunction((List<Integer> numbers) ->
numbers.stream()
.reduce(0, (integer, integer2) -> integer + integer2)
);
}
}
위 코드를 실행하는 경우 두 계산식 모두 55라는 결과를 반환하고 있습니다.
calculateByFunction 메소드의 매개변수로 람다식을 전달하였는데 이를 통해 일급 객체가 되기 위한
첫 번째 조건인 함수를 매개변수로 전달 가능함을 확인해보았습니다.
일급 함수가 되기 위한 나머지 조건들도 예제 코드를 통해 구현 가능한지 알아보겠습니다.
2. 함수를 변수에 할당
// 함수를 변수에 할당
private static Function<List<Integer>, Integer> SUM_ALL = (List<Integer> numbers) -> numbers.stream()
.reduce(0, (integer, integer2) -> integer + integer2);
private static Function<List<Integer>, Integer> SUM_EVEN = (List<Integer> numbers) -> numbers.stream()
.filter(integer -> integer % 2 == 0)
.reduce(0, (integer, integer2) -> integer + integer2);
public static void main(String[] args) {
List<Integer> numbers = IntStream.rangeClosed(1, 10)
.boxed()
.collect(Collectors.toList());
int resultBySumAll = SUM_ALL.apply(numbers);
int resultBySumEven = SUM_EVEN.apply(numbers);
}
정수형 리스트의 모든 합을 더하는 함수를 SUM_ALL 이라는 변수에 저장하고 짝수의 합을 구하는 함수를 SUM_EVEN이라는 변수에 할당하여 함수를 변수에 할당할 수 있다. 라는 조건도 확인 가능합니다.
자주 사용하고, 간단한 계산식 같은 기능들을 메소드로 정의하기 보다는 이와 같은 함수 객체로 정의하여 사용해보는것을 도전해보세요. 경우에 따라선 가독성과 재활용성을 높일수 있답니다. :)
3. 함수를 리턴값으로 반환
public class IntCalculator {
public Function<List<Integer>, Integer> getCalculator() {
return (numbers) -> numbers.stream()
.reduce(0, (integer, integer2) -> integer + integer2);
}
}
public class Main {
public static void main(String[] args) {
List<Integer> numbers = IntStream.rangeClosed(1, 10)
.boxed()
.collect(Collectors.toList());
IntCalculator intCalculator = new IntCalculator();
Function<List<Integer>, Integer> calculator = intCalculator.getCalculator();
Integer result = calculator.apply(numbers);
}
}
마지막으로 함수를 리턴 값으로 반환하는 예제를 살펴보겠습니다.
IntCalculator 클래스의 getCalculator 메소드는 Function<List<Integer>, Integer> 타입의 함수를 리턴하는 것을 확인할 수 있습니다.
이처럼 함수 자체를 반환하는 것이 어떤 의미가 있을지, 어떻게 활용할 수 있을지는 코드 스멜 없애기 시리즈를 진행하며 천천히 알아가 보겠습니다.
일급 함수를 이용한 중복 코드 개선
업무 진행 중 A, B를 수정할 수 있는 기존 기능에서 C, D, F까지 수정 가능하도록 추가해달라는 요청이 들어왔다.
기존 코드를 살펴보니 A, B, C, D, E는 수정되는 주체만 다를 뿐, 나머지 유효성 검사와 조건식이 같은 구조였지만 이미 A, B 기능에서는 중복 코드가 발생한 상태.. 복잡하게 생각하지 않고 C, D, E 기능도 비슷한 구조로 개발한다면 크게 고민하지 않아도 되는 문제였지만 중복 코드가 발생하는 것을 지켜볼 수 없어 수정되는 로직을 함수 객체로 분리하여 전달하기로 결정하였습니다.
설명이 이해가 되지 않는 분들을 위하여 간단한 예제 코드로 일급 함수를 매개변수로 전달하여 중복 코드 개선을 어떻게 하는지 살펴보겠습니다 :)
public class PositiveNumberCalculator {
public int sumAll(List<Integer> numbers) {
boolean hasNegative = numbers.stream()
.anyMatch(integer -> integer < 0);
if (hasNegative) {
throw new IllegalArgumentException("음수가 포함될 수 없습니다.");
}
// 모든 값을 더한다.
Integer total = numbers.stream()
.reduce(0, (integer, integer2) -> integer + integer2);
if (total > 20) {
return total;
}
return 0;
}
public int sumEven(List<Integer> numbers) {
boolean hasNegative = numbers.stream()
.anyMatch(integer -> integer < 0);
if (hasNegative) {
throw new IllegalArgumentException("음수가 포함될 수 없습니다.");
}
// 짝수인 값만 더한다.
Integer total = numbers.stream()
.filter(integer -> integer % 2 == 0)
.reduce(0, (integer, integer2) -> integer + integer2);
if (total > 20) {
return total;
}
return 0;
}
public int sumOdd(List<Integer> numbers) {
boolean hasNegative = numbers.stream()
.anyMatch(integer -> integer < 0);
if (hasNegative) {
throw new IllegalArgumentException("음수가 포함될 수 없습니다.");
}
// 홀수인 값만 더한다.
Integer total = numbers.stream()
.filter(integer -> integer % 2 == 1)
.reduce(0, (integer, integer2) -> integer + integer2);
if (total > 20) {
return total;
}
return 0;
}
}
이번 예제 코드로는 양수를 더하는 계산기 클래스를 구현해보았습니다.
전달받은 리스트의 전체, 홀수, 짝수의 합을 구하는 예제인데 총합이 20이 넘는 경우 결괏값을 반환하지만 20 미만인 경우 0을 반환하도록 조건을 추가하였습니다.
여기서 주의 깊게 보셔야 할 부분은 음수의 포함 여부와 총합이 20이 넘는지를 매번 검사하고 있다는 점입니다.
조건에 따라 숫자들의 합을 구하는 로직만 변경될 뿐 나머지 코드는 중복이 발생하고 있습니다.
3의 배수의 합을 구하는 계산식이 추가되거나 다른 조건의 계산식이 추가되는 경우 동일하게 중복 코드가 발생하는 구조라는 것을 알 수 있어야 합니다.
이러한 구조의 비즈니스 로직에서 일급 함수를 사용하여 중복 코드를 개선할 수 있는지 알아보겠습니다.
public class PositiveNumberCalculator {
public int calculate(List<Integer> numbers, Function<List<Integer>, Integer> calculator) {
boolean hasNegative = numbers.stream()
.anyMatch(integer -> integer < 0);
if (hasNegative) {
throw new IllegalArgumentException("음수가 포함될 수 없습니다.");
}
Integer total = calculator.apply(numbers);
if (total > 20) {
return total;
}
return 0;
}
}
public static void main(String[] args) {
List<Integer> numbers = IntStream.rangeClosed(1, 10)
.boxed()
.collect(Collectors.toList());
PositiveNumberCalculator calculator = new PositiveNumberCalculator();
int sumAll = calculator.calculate(numbers, (integers) -> integers.stream()
.reduce(0, (integer, integer2) -> integer + integer2));
int sumEven = calculator.calculate(numbers, (integers) -> integers.stream()
.filter(integer -> integer % 2 == 0)
.reduce(0, (integer, integer2) -> integer + integer2));
int sumOdd = calculator.calculate(numbers, (integers) -> integers.stream()
.filter(integer -> integer % 2 == 1)
.reduce(0, (integer, integer2) -> integer + integer2));
}
한눈에 봐도 PositiveNumberCalculator 클래스의 코드가 확 줄어든 것을 알 수 있습니다.
중복되는 코드를 가진 메서드를 하나로 통합하고, 핵심이 되는 비즈니스 로직을 일급 함수의 특징인 매개변수로 전달 가능함을 이용하여 전달받도록 개선해보았습니다.
개선된 구조에서 새로운 요구사항이 추가되는 경우 조건식이나 유효성 검사와 같은 코드는 중복이 발생하지 않을 것이고 중요한 비즈니스 로직만 구현하여 전달해주는 것으로 기능을 추가할 수 있게 되었습니다.
추가적으로 전달하고 있는 함수를 객체로 저장한다면 재사용성까지 가질 수 있을 것 같습니다. :)
이와 비슷한 디자인 패턴이 있다는 것을 눈치챈 분들도 계실 것 같습니다. 생각하신 것처럼 이러한 구조는 템플릿 메소드 패턴을 함수형 프로그래밍 패턴에 맞게 각색한 것입니다.
템플릿 메소드 패턴(template method pattern)은 소프트웨어 공학에서 동작 상의 알고리즘의 프로그램 뼈대를 정의하는 행위 디자인 패턴이다. 알고리즘의 구조를 변경하지 않고 알고리즘의 특정 단계들을 다시 정의할 수 있게 해준다.
여기서 의미하는 뼈대란 예제에서 유효성 검사, 조건식을 뜻하게 되고 특정 단계가 함수로 전달한 계산식 비즈니스 로직이 됩니다.
정리
일급 함수의 특징인 매개 변수로 함수를 전달할 수 있음을 이용하여 중복 코드를 제외한 비즈니스 로직을 메소드 내부에서 구현하는 것이 아닌 메소드 외부에서 전달하는 방법으로 코드 리팩터링을 할 수 있었습니다.
카카오 헤어샵 개발팀은 앞으로 기회가 될 때마다 코드 스멜 없애기를 공유해 드리려고 합니다. 다음 시리즈도 기대해주세요 :)
참고
Modern Java In Action - 함수형 프로그래밍
