함수형 프로그래밍이란 무엇인가?

[bugoverdose]

문제

많은 언어들에서 함수형 프로그래밍 패러다임을 도입하고 있으며, 이는 자바도 예외가 아니다. 이 함수형 프로그래밍의 주요 특징에 대해 체계적으로 정리하여 서술하시오.

선정 배경

• 배경 지식 정리 : Java8에 등장한 문법들 중 상당수가 함수형 프로그래밍에 기반하고 있다고 한다. 이 개념에 대해 어느 정도 머릿속에 있어야 <모던 자바 인 액션>을 제대로 이해하며 읽을 수 있다고 생각한다. 1장에 나오는 내용들만이라도 한번 제대로 정리하도록 하자.
• 면접 대비 : 개인적으로 면접에서 함수형 프로그래밍을 설명하라고 직접적으로 들은 적은 없다. 그 대신 함수형 프로그래밍을 응용한 질문을 들어본 적은 두 번 있다. FE, BE 무관하게 알고 있어야 하는 기초 지식이라는 점은 확실해보인다.
• 클린 코드 : 기본적으로 함수형 프로그래밍 원칙을 이해해놓으면 더 깔끔하고 버그가 덜 발생하는 코드를 작성할 수 있다고 한다.

관련 챕터

• [1장] 자바 8, 9, 10, 11 : 무슨 일이 일어나고 있는가?
• [18장] 함수형 관점으로 생각하기
• [19장] 함수형 프로그래밍 기법

[bugoverdose]

함수형 프로그래밍이란 간단히 말해 "최대한 함수를 사용하여 프로그래밍을 하자는 패러다임"이다.

이때 "함수"란 단순히 메서드를 의미하는 것이 아니라 동일한 입력값에 대해 언제나 동일한 출력값이 나오는 수학적인 의미에서의 함수를 말한다. 다양한 입력값이 동일한 값을 출력하는 것은 문제 없지만, 동일한 입력값에 대해서는 다양한 결과가 나오는 경우 함수라고 볼 수 없다.

여기서 나아가 특정 코드가 함수가 되기 위해서는 몇 가지 조건이 더 붙는다.

1. 변경 불가능한 값만을 인자로 받아 활용한다.

   • 기본적으로 입력값에 객체가 들어오는 경우 side-effect의 가능성이 증가한다.
   • 인스턴스를 인자로 받는 경우 오직 불변객체만 허용된다.

2. 그 자체로 일급 시민이어야 한다.

   • 즉, 메서드의 인자로 쓰이거나, 변수에 값으로 할당될 수 있어야 한다. 자바8부터 가능해졌다.
   • 기본적으로 함수를 "사용"할 수 있어야 한다.

3. 예외를 발생시키면 안 된다.

   • 기본적으로 예외가 던져지는 것은 출력값의 한 종류로 간주되지 않는다.
   • 사실 예외가 존재할 수 밖에 없는 경우, 앱 전체에 대해 예외처리를 하는 작업을 생략해서는 안 된다고 생각한다. 다만, 기본적으로 함수가 되기 위해서는 예외 상황에서 Exception을 throw하지 않고, 특정 값(null, -1, 등)을 반환하도록 해야 하는 것으로 보인다.

이러한 사항들을 전부 지킬 수 있고 지키는 것이 권장되는 언어가 있는가 하면, 지킬 수 없거나 지키는 것이 컨벤션에 위배되는 언어도 분명 존재한다.

그러나 다양한 프로그래밍 언어들이 이러한 함수형 프로그래밍 패러다임에 기반하여 만들어지고, 진화하고 있다는 점은 명료하다. 자바에서 함수형 프로그래밍을 적용하는 방법도 좋지만, 일단 개발자로서 이 패러다임에 대해 이해하는 작업은 필요하다.