[Swift] 고차함수 - map, filter, reduce

주제: Swift 표준 라이브러리에서 제공하는 고차함수 map, filter, reduce

(참고: yagom's blog, 개발하는 훈이님 블로그 )

 

📌 고차함수란?

고차함수(Higher-order function)는

다른 함수를 *전달인자로 받거나, 함수실행의 결과를 함수로 반환하는 함수를 뜻한다.

map, filter, reduce 함수는 Swift 표준 라이브러리의 컨테이너 타입(Array, Set, Dictionary 등)에 구현되어 있다.

(+) 추가: reduce함수는 String 타입에도 사용 가능하다. 본문 끝 예제 1 참고

 

💁🏻‍♀️참고 :전달인자란? (링크) 매개변수(parameter) vs. 전달인자(arguement)​
- 매개변수 : 함수의 정의부분에 나열되어 있는 변수들. ex. f(x) = x*x 와 같은 함수 정의 부분에서 변수 'x'	- 전달인자 : 함수를 호출할 때 전달되는 실제 값. ex. f(2)와 같은 함수 호출 부분에서 값 '2'

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📌 map 함수의 기능과 문법

기능 : map은 컬렉션 내부의 데이터를 가공하여 새로운 컬렉션을 생성한다.

방식 : 클로저 1개를 인자로 받는다.

클로저는 컨테이너 내부에 들어있는 요소들의 값을 어떻게 바꿀 것인지 결정한다.

* apple 공식 문서 : (링크)

 

💙 map_방법 1

코드 :  numbers.map( { (매개변수명: 데이터 타입 ) -> 반환할 데이터 타입 in return 식  }) 

 

예제 1) numbers의 각 요소를 2배하여 새로운 배열(doubleNumbers) 반환

doubleNumbers = numbers.map({ (number: Int) -> Int in
	return number * 2
})
print(doubledNumbers) // [0, 2, 4, 6, 8]

 

예제 2) numbers의 각 요소를 문자열로 변환하여 새로운 배열(strings) 반환

strings = numbers.map({ (number: Int) -> String in
    return "\(number)"
})
print(strings) // ["0", "1", "2", "3", "4"]

 

 

💙 map_방법 2

>> 매개변수, 반환 타입, 반환 키워드(return) 생략, 후행 클로저

 

예제 1) numbers의 각 요소를 2배하여 새로운 배열(doubleNumbers) 반환

코드 : numbers.map {  $0 * 2 } 

doubledNumbers = numbers.map { $0 * 2 }
print(doubledNumbers) // [0, 2, 4, 6, 8]

 

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📌 filter 함수의 기능과 문법

기능 : 컨테이너 내부의 값을 걸러서 새로운 컨테이너로 추출한다.

방식 : 클로저 1개를 인자로 받는다.

이 클로저 내부에는 어떤 데이터를 새로운 컨테이너로 추출시킬지 그 조건을 정의한다.

 

💙 filter_방법 1

코드 : numbers.filter { (매개변수명: 반환 타입 ) -> Bool in return 논리식

예제 : numbers의 요소 중 짝수를 걸러내어 새로운 배열로 반환

let evenNumbers: [Int] = numbers.filter { (number: Int) -> Bool in
    return number % 2 == 0
}
print(evenNumbers) // [0, 2, 4]

 

💙 filter_방법 2

>> 매개변수, 반환 타입, 반환 키워드(return) 생략, 후행 클로저

코드 : numbers.filter { $0 > 2 }

예제 : numbers의 요소 중 홀수를 걸러내어 새로운 배열로 반환

let oddNumbers: [Int] = numbers.filter {
    $0 % 2 != 0
}
print(oddNumbers) // [1, 3]

 

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📌 reduce 함수의 기능과 문법

기능 : 컨테이너 내부의 콘텐츠를 하나로 통합한다. -- 더하거나 빼거나 곱하거나...

방식 : 2개의 인자를 받는다.

- 첫번째 인자 : 통합할 데이터의 초기 값

- 두번째 인자 : 어떻게 값을 통합할 것인지를 정의하는 클로저

이때 사용되는 두 파라미터 중 첫번째는 바로 이전 값에 대한 통합된 데이터를 의미하고,

두번째는 이번에 새로 통합할 데이터를 의미한다.

=> let numberSum = numbers.reduce(0, { $0 + $1 })

구현 방식은 다양한데, 예제와 함께 다뤄보겠다.

문제 : 정수를 담고 있는 배열 arr의 평균값을 return하는 함수, solution을 완성해보세요.

💁🏻‍♀️ (프로그래머스 링크)

 

💙 reduce_방법 1

someNumbers.reduce(초깃값, { (first: Int, second: Int) -> Int in return 식 })

func solution(_ arr:[Int]) -> Double {
    // sum 변수에 reduce를 사용하여 arr 합 담기
    let sum = arr.reduce(0, {(result: Int, currentItem: Int) -> Int in 
    return result + currentItem })
    // sum을 원소 개수로 나누기
    return Double(sum) / Double(arr.count)
}

 

💙 reduce_방법 2

(1) someNumbers.reduce(초깃값) { $0 연산자 $1 }

(2) someNumbers.reduce(초깃값, { $0 연산자 $1 }) 

// (1)
func solution(_ arr:[Int]) -> Double {
    return Double(arr.reduce(0) {$0 + $1}) / Double(arr.count)
}
// (2)
func solution2(_ arr:[Int]) -> Double {
    return Double(arr.reduce(0, {$0 + $1})) / Double(arr.count)
}

 

💙 reduce_방법 3

someNumbers.reduce(초깃값, 연산자) 

func solution(_ arr:[Int]) -> Double {
    return Double(arr.reduce(0, +)) / Double(arr.count)
}

 

💚 (참고) for...in 구문으로 대체

참고로, for...in 구문으로도 풀 수 있는데, 코드가 더 길어진다.

func solution(_ arr:[Int]) -> Double {
    var sum = 0
    for i in arr {
        sum += i
    }
    var avg = Double(sum) / Double(arr.count)
    return avg
}

 

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📌 예제

1) reduce 사용 예제

문제: 자연수 N의 각 자릿수 더하기

자세한 내용 > 코드카타 입문 #13. 자릿수 더하기

import Foundation

func solution(_ n:Int) -> Int
{
    return String(n).reduce(0, {$0+Int(String($1))!});
}

 

2) filter, reduce 동시 사용 예제

문제: 정수 n의 약수를 모두 더한 값을 return

자세한 내용 > 코드카타 입문 #14. 약수의 합

func solution(_ n:Int) -> Int {
    guard n > 0 else {
        return 0
    }
    return Array(1...n).filter{n % $0 == 0}.reduce(0, +)
}

 

3) map 사용 예제

문제: x부터 시작해 x씩 증가하는 숫자를 n개 지니는 리스트 반환

자세한 내용 > 코드카타 입문 #16. x만큼 간격이 있는 n개의 숫자

func solution(_ x:Int, _ n:Int) -> [Int64] {
    return Array(1...n).map { Int64($0 * x) }
}