[Kotlin in Action] 3장. 함수 정의와 호출

예전부터 같이 공부했던 분들과 주말에 스터디를 하고 있다. 벌써 스터디를 한지 2년 정도 된 것 같다. 스터디 주제는 다양했는데, 

React-Native, 자료구조, 임베디드 OS 구축, 안드로이드 등등 하나의 주제가 끝나면 다음에 해보고 싶은 주제를 정해서 하는 식이다. 

이번에는 Spring Boot 를 공부해보기로 했는데, 그 전에 2개월 정도 kotlin 기초를 다지고 가려 한다! 그래서 Kotlin in Action 이라는 책을 보면서 매주 공부한 내용을 블로그에 기록한다. 

 

목차

 

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함수를 호출하기 쉽게 만들기

이름 붙인 인자 (Named arguments)

코틀린으로 작성한 함수를 호출할 때는 함수에 전달하는 인자(parameter) 중 일부 또는 모든 파라미터명을 명시할 수 있다. 이를 통해 함수 호출의 가독성을 높인다.

fun joinToString(
		collection: Collection<String>,
		separator: String,
		prefix: String,
		postfix: String
) : String

// named arguments 사용하여 함수 호출.
joinToString(collection, separator = "-", prefix = "", postfix = "")

이는 코틀린의 특징으로, 자바로 작성한 코드를 호출할 때는 named arguments 를 사용할 수 없다.

 

디폴트 파라미터 값 (Default argument)

자바에서는 일부 클래스에서 overloading한 메소드가 너무 많아진다는 문제가 있다. 코틀린에서는 함수 선언에서

파라미터의 디폴트 값을 지정할 수 있다.

fun joinToString(
		collection: Collection<String>,
		separator: String = ",",
		prefix: String = "",
		postfix: String = ""
) : String

joinToString(collection)

 

자바에는 디폴트 파라미터 값이라는 개념이 없어서 코틀린 함수를 자바에서 호출하는 경우에는 그 코틀린 함수가 디폴트 파라미터 값을 제공하더라도 모든 인자를 명시해야 한다. 이 경우에 좀 더 편하게 코틀린 함수를 호출하고 싶다면 @JvmOverloads 어노테이션을 함수에 추가할 수 있다. 코틀린 컴파일러가 자동으로 맨 마지막 파라미터부터 파라미터를 하나씩 생략한 오버로딩한 자바 메소드를 추가해준다.

 

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Function Scope

코틀린에서는 다양한 위치에 함수가 존재할 수 있다.

최상위 함수와 최상위 프로퍼티 (Top level function/property)

자바에서 함수는 반드시 class 내에 존재한다. 그러나, 코틀린에서는 class 없이도 함수를 작성할 수 있다!

이를 최상위 함수라고 한다. 함수 외에 프로퍼티 역시 클래스 밖에 정의할 수 있다.

// Join.kt 라는 파일이라고 가정. 
package strings

// 최상위 프로퍼티 
var count = 0

// 최상위 함수 
fun joinToString(...) : String { ... }

이 함수가 어떻게 실행될 수 있을까? JVM이 클래스 안에 들어있는 코드만을 실행할 수 있기 때문에 컴파일러는 이 파일을 컴파일할 때 새로운 클래스를 정의해준다.

위의 join.kt 파일을 컴파일하면 아래와 같이 변환된다. 아래에서 보듯이, 코틀린 컴파일러가 생성하는 클래스의 이름은 코틀린 소스 파일의 이름과 대응한다.

💡 만약 파일에 대응하는 클래스의 이름을 변경하고 싶다면, @JvmName("원하는 이름") 어노테이션을 사용하면 된다!

package strings;

public class JoinKt {
	public static String joinToString(...) { ... }
}

 

로컬 함수 (Local function)

함수 안에서 또 다른 함수를 정의해 사용할 수 있다. 이를 local function 이라고 부른다.

로컬 함수는 자신이 속한 바깥 함수의 모든 파라미터와 변수를 사용할 수 있다.

❓책에서는 로컬함수를 사용해 중복된 코드를 줄일 수 있다고 하는데, 아래와 같은 궁금증이 있다. 이는 별도로 공부 후 포스팅해볼 예정.

• 꼭 로컬함수를 써야만 줄일 수 있나? 밖에 선언해도 가능한 것 아닌가? 즉, 어떤 이점이 있는지.
• 로컬 함수 사용 시 발생하는 부가 비용? 

 

멤버 함수 (Member functions)

가장 일반적인 형태의 함수이다. class 또는 object 내부에 존재하는 함수이다.

 

 

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확장 함수와 확장 프로퍼티 (Extension function/property)

Kotlin provides the ability to extend a class with new functionality without having to inherit from the class or use design patterns such as Decorator. This is done via special declarations called extensions.
- 공식문서

확장 함수

확장 함수란, 어떤 클래스의 멤버 메소드인 것처럼 호출할 수 있지만 그 클래스의 밖에 선언된 함수다.

아래 확장 함수에서, String을 receiver type 이라고 하며, "kotlin" 을 receiver object 라고 부른다.

// 문자열의 마지막 문자를 돌려주는 확장함수
fun String.lastChar(): Char {
    // 여기서 this 는 String 자체이다 
    return this.get(this.length - 1)
}

println("kotlin".lasChar()) // n 출력

확장 함수 내부에서는 일반적인 인스턴스 메소드의 내부에서와 마찬가지로 receiver object 의 메소드나 프로퍼티를 바로 사용할 수 있다. 하지만 클래스 내부에서만 사용할 수 있는 private/protected 멤버는 사용할 수 없다. 즉, 확장 함수가 캡슐화를 깨지는 않는다!

 

확장 프로퍼티

확장 프로퍼티의 경우, backup field 가 없어서 기본 getter 구현을 제공할 수 없으므로 최소한 getter 는 꼭 정의를 해야 한다.

val String.lastChar: Char
    get() = get(length - 1)


var StringBuilder.lastChar: Char
    get() = get(length - 1)
    set(value: Char) {
        this.setChartAt(length - 1, value)
    }


println("kotlin".lastChar) // n 출력

val sb = StringBuilder("Kotlin?")
sb.lastChar = '!' // setter 호출 
println(sb) // Kotlin! 출력

 

자바 컬렉션 API 확장

아래와 같은 코틀린 컬렉션이 있다. 이는 코틀린 자체 라이브러리일까? No. 그렇지 않다! 아래와 같이 컬렉션의 class 를 출력해보면 자바에서 제공되는 컬렉션임을 알 수있다.

val set = hashSetOf(1, 7, 53)
val list = arrayListOf(1, 7, 53)

println(set.javaClass) // class java.util.HashSet 출력
println(list.javaClass) // class java.util.ArrayList 출력

 

그런데, 코틀린 컬렉션은 자바와 같은 클래스를 사용하지만 더 확장된, 다양한 API 들을 제공한다. 아래의 예시와 같은 last(), max() 등.

자바 클래스인데 어떻게 코틀린에서만 이런 API 들을 제공할까? 정답은 확장 함수이다. 그렇다! last(), max() 는 모두 확장 함수인 것.

코틀린 표준 라이브러리는 수많은 확장 함수를 포함한다.

val set = hashSetOf(1, 7, 53)
val list = arrayListOf(1, 7, 53)

println(list.last()) // 53 출력
println(set.max()) // 53 출력

_Strings.kt 내의 last() 함수

 

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컬렉션 처리

가변 인자 함수: 인자의 개수가 달라질 수 있는 함수 정의 (vararg)

리스트를 생성하는 함수를 호출할 때 원하는 만큼 원소를 전달할 수 있다. 이게 어떻게 가능할까?

val list = listOf(1,2,3,4)
val list2 = listOf(1,2,3,4,5,6)

varargs(가변 길이 인자)를 사용하면 가능하다. 가변 길이 인자는 메서드를 호출할 때 원하는 개수만큼 값을 인자로 넘기면 컴파일러가 배열에 그 값들을 넣어주는 기능이다.

위 예시의 listOf 구현체를 보면 아래와 같이 varargs 를 사용한 것을 볼 수 있다.

listOf 구현체

 

코틀린에서는 가변 길이 인자로 배열을 넘길 때, 배열을 풀어서 배열의 각 원소가 전달되게 해야 한다. 이를 가능하게 해주는 것이 spread operator(연산자) 이다. 배열앞에 * 를 붙이면 된다. 아래 예시를 보자.

val subArray = arrayOf(1, 2, 3)
// 전달할 배열 변수명 앞에 * 를 붙이면 배열의 각 원소가 인자로 전달되게 된다. 
val list = asList(-1, 0, *subArray, 4)

println(list) // [1, 2, 1, 2, 3] 출력

 

Infix notation (중위 표기법)

infix 키워드가 붙은 함수는 infix 표기법을 사용해 호출할 수도 있다. 단, Infix 함수는 아래의 조건을 만족해야 한다.

• 멤버 함수이거나 확장 함수여야 한다.
• 단 1개의 파라미터 인자를 갖고 있어야 한다.
• 파라미터는 varargs 가 아니여야 하고, 디폴트 값이 없어야 한다.

그럼 여기서 infix 표기법이 무엇이냐. 아래의 예시를 보자.

// 실제로 코틀린 라이브러리에 존재하는 infix 함수 
infix fun Any.to(other: Any) = Pair(this, other)

// 위의 to() 메소드를 일반적인 방식으로 호출하는 경우
1.to("one")

// infix 표기법으로 호출
1 to "one"

 

위의 예시에서 본 to() 함수는 map을 생성할 때 보았을 것이다. 즉, 이때 사용했던 to 는 코틀린 키워드가 아니라 일반 메소드였다는 것!

val map = mapOf(1 to "one", 2 to "two")

 

위에서 본 Pair 의 두 변수를 즉시 초기화 할 수 있다. 이를 destructuring declaration 이라고 부른다.

val (key, value) = Pair(1, "one)

// 또는

val (key, value) = 1 to "one"

 

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문자열과 정규식 다루기

문자열 함수에서의 정규식 구분

자바 개발자라면 자바에서의 split 메소드를 잘 알고 있을 것이다. 그렇다면 자바에서 "12.345-6.A".split(".") 의 결과값이 무엇일까? [12, 345-6, A] 라고 생각하겠지만, 땡! 틀렸다. 정답은 [] 다. 즉, 빈 배열을 반환한다.

이유는, 자바 split 의 구분 문자열은 실제로는 정규식이기 때문이다.

 

코틀린에서는 자바의 split 대신에 여러 가지 다른 조합의 파라미터를 받는 split 확장 함수를 제공함으로써 혼동을 없앴다. 즉, 코틀린에서는 정규식을 파라미터로 받는 함수는 String 이 아닌 Regex 타입의 값을 받는다.

 

val string = "12.345-6.A"

string.split(".") // 구분 파라미터 : String 값 그대로
string.split(Regex(".")) // 구분 파라미터 : 정규식

 

3중 따옴표 

문자열을 표시할 때 val string = """blah blah""" 와 같이 3중 따옴표를 사용할 수 있다. 장점은 아래와 같다.

• 3중 따옴표 문자열에서는 역슬래시(\)를 포함한 어떤 문자도 escape 할 필요가 없다.
• 들여쓰기나 줄 바꿈을 포함한 모든 문자가 들어간다.

// 역슬래시 등의 문자가 포함된 일반 문자열 예시 
val string = "\\s\\n\\."
println(string) // \s\n\. 출력 => 즉, 역슬래시 자체를 사용하기 위해서는 escape 필요

val string3 = """\s\n\."""
println(string3) // \s\n\. 출력 => 3중 따옴표에서는 escape 필요없음.

 

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간단 요약

• 코틀린은 자체 컬렉션 클래스를 정의하지 않지만 자바 클래스를 확장해서 더 다양한 API를 제공
• 함수 파라미터의 디폴트 값을 정의하면 오버로딩한 함수를 정의할 필요성이 줄어든다.
• 이름 붙인 인자(named arguments)를 사용하여 함수 호출의 가독성을 향상시킬 수 있다.
• 코틀린 파일에서 클래스 멤버가 아닌 최상위 함수와 프로퍼티를 직접 선언할 수 있다.
• 확장 함수와 프로퍼티를 사용하면 그 클래스의 소스코드를 바꿀 필요 없이 확장할 수 있으며, 실행 시점에 부가 비용이 들지 않는다.
• 코틀린은 정규식과 일반 문자열을 처리할 때 다양한 문자열 처리 함수를 제공한다.
• 수많은 escape가 필요한 문자열의 경우 3중 따옴표를 사용하면 escape 없이 표현할 수 있다.