슬기로운 파이썬 트릭 2 - 효과적인 함수

이 글은 슬기로운 파이썬 트릭을 읽고 핵심만 빠르게 정리한 글이다.

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3.1. 파이썬 함수는 일급 객체다

함수는 객체다

파이썬의 함수는 일급 "객체"다.
즉, 함수를 변수에 할당하고 데이터 구조에 저장하고, 인자로 다른 함수에 전달하고, 반환할 수 있다.
함수 객체와 이름은 별개다.

def yell(text):
  return text.upper() + "!"

>>> bark = yell
>>> bark("heumsi")
"HEUMSI!"
>>> bark.__name__
"yell"

함수는 데이터 구조에 저장할 수 있다.

>>> funcs = [bark, str.lower, str.capitalize]
>>> funcs[0]("heumsi")
"HEUMSI!"

함수는 다른 함수로 전달할 수 있다.

def greet(func):
    greeting = func("Hi, I'm python program")
    print(greeting)

>>> greet(bark)
"HI, I'M PYTHON PROGRAM"

함수는 지역 상태를 포착할 수 있다.

def get_speak_func(text, volumne):
    def whisper():
        return text.lower() + "..."
    def yell():
        return text.upper() + "!"

    if volumne >= 0.5:
        return yell
    else:
        return whisper

>>> get_speak_func("Hello, World", 0.7)()
"HELLO, WORLD!"

위 코드에서 whisper 나 yell 내부를 보면 부모 함수에서 정의된 text 에 아무 이상없이 접근하고 있다.
이렇게 동작하는 함수를 렉시컬 클로저, 짧게 클로저라고 한다.
클로저는 프로그램 흐름이 더 이상 해당 범위에 있지 않은 경우에도 둘러싼 어휘(lexical) 범위 안의 값들을 기억한다.

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3.2. 람다는 단일 표현식 함수다

람다를 사용할 수 있는 경우

람다는 함수를 정의하면 간단한 익명함수 작성이 가능하다.
또한, 편리하고 "비격식적인" 지름길을 제공한다.
가장 흔한 사례는 정렬에 사용하는 key 함수를 작성하는 것이다.

>>> tuples = [(1, 'd'), (2, 'b'), (4, 'a'), (3, 'c')]
>>> sorted(tuples, key=labmda x: x[1])
[(4, 'a'), (2, 'b'), (3, 'c'), (1, 'd')]

또한 클로저로써 함수 팩토리를 사용하는 사례도 있다.

def make_adder(n):
    return labmda x: x + n

>>> plus_3 = make_adder(3)
>>> plus_5 = make_adder(5)
>>> plus_3(4)
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>>> plus_6(4)
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람다 함수를 자제하는 경우

람다 함수로는 간단한 일만 해야한다. 다음 예를 보면 확 와닿을 것이다.

# 나쁜 코드
>>> list(filter(lambda x: x % 2 == 0, range(16)))
[0, 2, 4, 6, 8, 10, 12, 14]

# 더 나은 코드
>>> [x for x in range(16) if x % 2 == 0]
[0, 2, 4, 6, 8, 10, 12, 14]

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3.3. 데코레이터의 힘

데코레이터는 다른 함수를 "장식" 하거나 "포장"하고, 감싼 함수가 실행되기 전후에 다른 코드를 실행할 수 있게 한다.
데코레이터가 유용한 경우는 다음과 같은 경우다.

• 로그 남기기
• 접근 제어와 인증 시행
• 계측 및 시간 측정
• 비율 제한
• 캐싱 및 기타

데코레이터에 대해 조금 더 자세히 알아보자.

파이썬 데코레이터 기초

아래 두 코드는 같다.

def null_decorator(func):
    return func

def greet():
    return "Hello!"

>>> null_decorator(greet)

def null_decorator(func):
    return func

@null_decorator
def greet():
    return "Hello!"

>>> greet()

@ 구문을 사용하면 정의 시간에 즉시 함수가 장식된다.

데코레이터는 동작을 수정할 수 있다

아래 예제는 원래 동작하려던 함수 동작 후, 추가적인 작업을 데코레이터에서 진행하는 예제다.

def uppercase(func):
    def wrapper():
        original_result = func()
        modified_result = original_result.upper()
        return modified_result
    return wrapper

@uppercase
def greet():
    return "Hello!"

>>> greet()
"HELLO!"

데코레이터로 장식된 함수의 동작을 수정하려면 클로저를 만드는 작업을 수행해야 한다.
원본 함수와 데코레이터 함수를 분리하여 구현한 뒤, 동적으로 함수에 추가 장식(데코레이터)를 구현할 수 있다.

다중 데코레이터 적용하기

아래 두 코드는 같다. (코드에 사용된 strong 과 emphasis 는 데코레이터 함수다.)

decorated_greet = strong(emphasis(greet))

>>> decorated_greet()

@strong
@emphasis
def greet():
    return "Hello"

>>> greet()

함수에 @ 구문으로 데코레이터가 붙으면, 아래에서 위 순서로 적용되는 것을 알 수 있다.

인자를 받는 함수 장식하기

다음처럼 * 나 ** 로 받으면, 어떤 함수든 인자를 전달할 수 있다.

def decorator(func):
    def wrapper(*args, **kwargs):
        return func(*args, **kwargs):
    return wrapper

"디버깅 가능한" 데코레이터 작성법

실제로 데코레이터를 작성할 때는 @functools.wraps 를 사용해주어야 한다.

# functools.wraps 를 사용하지 않을 시

def uppercase(func):
    def wrapper():
        func.upper()
    return wrapper

@uppercase
def greet():
    return "Hello"

>>> a = greet
>>> a.__name__
"wrapper"  # "greet" 이 아니라 "wrapper" 가 등장한다.

# functools.wraps 를 사용할 시

import functools

def uppercase(func):
    @functools.wraps(func)  # 이 코드가 추가 되었다.
    def wrapper():
        func.upper()
    return wrapper

@uppercase
def greet():
    return "Hello"

>>> a = greet
>>> a.__name__
"greet"  # 이제 정상적으로 "greet" 이 잘 등장한다.

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3.4. args 와 *kwargs 재미있게 활용하기

사실 너무 당연한 내용이라 그냥 요점만 적는다.
(지금까지 포스팅한 것도 다 당연한 내용이지만.. 리마인드 할겸 정리한 것...)

• *args 와 **kwargs 를 이용하면 파이썬에서 인자 개수가 가변적인 함수를 작성할 수 있다.
• *args 는 여분의 위치 인자를 튜플로 수집한다.
• **kwargs 는 여분위 키워드 인자를 딕셔너리로 수집한다.
• 실제 문법은 * 와 ** 이고 args 와 kwargs 는 이름에 불과하다. 그래도 관례므로 따르는 편이 좋다.

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3.5. 함수 인자 풀기

별 내용 없어서 스킵.. 진짜로 별 내용 없다.

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3.6. 반환할 것이 없는 경우

파이썬은 함수 내부에 return 문이 없는 경우 None 을 암묵적으로 반환한다.
이를 명시적으로 return None 으로 둘 것이냐, 아니면 굳이 필요없는데 넣을 것이냐의 문제다.
예를 들면 다음의 세 코드는 모두 같다.

def func(value):
    if value:
        return value
    else:
        return None

def func(value):
    if value:
        return value
    else:
        return

def func(value):
    if value:
        return value

어떤 것이 더 옳고 클린한 코드인가? 는 취향 차이라고 한다.
나는... 개인적으로 첫 번째 처럼 명시해주는 게 좀 더 클린하다고 생각한다. (개인적인 의견 ;;;)