Go 언어 클로저에서 함수형 프로그래밍에 대해 이야기하기

이 기사에서는 다음과 같은 측면에서 함수형 프로그래밍을 배웁니다.

1. 수학 공식과 함수형 프로그래밍의 관계는 무엇인가요?

수학에는 매핑(y=)이라는 개념이 있습니다. f(x))는 더 간단하게 말하면 함수입니다. 가장 친숙한 것은 2차 함수입니다(포물선 y=a*x*x+b*x+c)

이제 코딩은 포물선의 특정 지점의 값을 구현합니다. 우리는 a, b, c가 매개변수라는 것을 알고 있습니다. , 그리고 x는 독립변수, y는 종속변수입니다. 예전이었다면 이렇게 구현했을지도 모르겠습니다.(오랫동안 작성하지 않은 C++를 기념하기 위해 C++로 작성하겠습니다.) )

double getParabola(double a,double b,double c,double x) {
     return a*x*x+b*x+c;
}

질문 1. 포물선이 주어지면 x=2,x =3을 구하면 x=4일 때의 값은 다음과 같은 접근 방식입니다

resultA = getParabola(a,b,c,2)
resultB = getParabola(a,b,c,2)
resultC = getParabola(a,b,c,2)

이것은 프로그램에서 일반적인 접근 방식입니다. 하지만 수학적 관점에서 수학적 공식 사고와 일관성을 유지할 수 있는 방법은 없을까? 다음은 내 또 다른 구현입니다(여기서는 C++로 작성하는 방법을 알고 있기 때문에 go를 사용하여 구현했습니다).

func getParabola(aa,bb,cc float32){
    var a = aa
    var b = bb
    var c = cc
 
    a := func(x float32) {
           return a*x*x+b*x+c
    }
 
    return a
}

그런 다음 질문 1에 대한 해결책은 다음과 같습니다.

parabola := getParabola(a,b,c)
 
resultA := parabola(2)
resultB := parabola(3)
resultC := parabola(4)

함수 값을 찾는 것과 같은가요? ? 따라서 수학적 관계는 함수형 프로그래밍에서 잘 표현됩니다.

2. Go에서는 어떤 개념을 지원하나요?

함수형 프로그래밍에는 세 가지 주요 특징이 있습니다.

1. 변수에 값이 할당되면 변경할 수 없습니다. . 변경이 필요한 경우 복사한 후 수정해야 합니다. Go에서는 문자열 변수에 값이 할당되면 C++에서처럼 c[2]='a'처럼 수정할 수 없으며 대신 명시적으로 []byte로 변환한 다음 수정해야 합니다. 그러나 그것은 이미 또 다른 기억의 조각이다.

2. 기능적 일급 시민: 함수도 변수이며 매개변수, 반환 값 등으로 프로그램에 전달될 수 있습니다. 이 기능은 C++와 go 모두에서 지원되어야 합니다.

3. 꼬리 재귀: 재귀의 개념은 피보나치 수열을 공부하면서 배웠습니다. 재귀가 매우 깊으면 스택이 폭발하여 성능이 크게 저하될 수 있습니다. tail recursion 최적화 기술은 컴파일러가 지원하면 각 recursion마다 스택을 재사용할 수 있다.(tail recursion은 마지막 단계에서 재귀 호출이 일어나는 것을 의미한다. 이때 이전 결과는 마지막 단계에 매개변수로 전달된다. 호출의 이전 상태는 더 이상 영향을 미치지 않으므로 스택을 재사용할 수 있습니다.

함수형 프로그래밍에서 일반적으로 사용되는 기술

1. Map&reduce&filter

map은 C++의 for_each, hadoop의 map, Python의 map 등과 같이 각 입력에 대해 동일한 함수를 호출하여 출력을 생성하는 데 사용됩니다.

reduce는 Python 및 hadoop의 감소와 같이 다음 출력을 얻기 위해 이전 출력에 각 입력을 추가하는 데 사용되며,

filter는 C++의 count_if 등과 같은 필터링에 사용됩니다.

2. Recursion

3. Pipeline

함수 인스턴스를 배열이나 목록에 넣은 후, 입력은 각 함수별로 순차적으로 수행됩니다(즉, 각 함수의 출력은 다음과 같습니다). 다른 함수를 입력하면 데이터가 흐르고 계산이 고정되어 폭풍의 개념과 유사하게) 최종적으로 원하는 결과를 얻습니다.

4. 기타(추가 연구 예정)

3. 함수형 프로그래밍 및 운영 효율성

함수형 프로그래밍의 가장 중요한 개념은 함수형 일급 시민이 함수 및 변수와 동일하다는 것입니다. 매개변수, 반환값 등으로 사용할 수 있습니다. 대입문 사용은 지양하므로 재귀를 더 자주 사용하므로 함수형 프로그래밍 효율성은 확실히 낮아집니다.

최근에 제가 사용하는 것은 클로저입니다. 클로저의 개념은 클로저 표현식이 평가될 때마다 환경(하나 이상의 변수)을 더한 것입니다. 이것은 일반적인 함수와 다릅니다. 일반적인 함수는 실행 가능한 코드 조각으로, 입구가 결정되면 호출 위치도 결정됩니다. 예를 들어 위의 포물선 예에서

a:=getParabola(0.2,0.1,0.3)
b:=getParabola(0.1,0.1,0.4)

를 호출하면 두 개의 포물선이 생성됩니다. 효율성이 떨어진다고 생각하는 이유는 클로저 자체가 변수의 생성과 소멸을 수반하는 평가와 할당의 과정이기 때문입니다. 물론 실제로 성능을 테스트하지는 않았습니다. 후속 릴리스 서버 효율성이 감소한다면 아마도 이 점을 고려해야 할 것입니다.

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