Reduce 란 무엇인가?

Reduce 란 무엇인가?

Clojure를 배워가면서 이상하게 함수형 프로그램을 명령형으로 짜는 경향이 있었다. 이는 함수형을 배울 이유를 없애버리는 아주 못된 습관이라고 생각되는 바이며, 이를 해결하기 위해서는 map, filter, reduce를 사용하는 습관을 들여야 한다고 한다. 이 세가지를 함수형 프로그래밍에서 많이 사용하는 이유는 간단했다. 

무슨 프로그램을 사용하여 코딩을 하든, 결국 추상화 시켜본다면 하는 짓거리는 다 map, filter, reduce이다.

내가 지어낸 말이 아니라 정말 그런 정신을 기초로 사용한다. 생각해보면

  • map: sequence 하나하나에 개별적인 function을 적용하는 것
  • filter: 말 그대로 필터링 해서 내가 원하는 것만 가져오는 것
  • reduce: sequence들을 종합해서 하나로 만드는 것

이기 때문에 우리가 행하고자 하는 모든 코딩은 map, filter, reduce 미만 잡이라는 공식이 어느정도는 성립한다. 그 중에 Reduce를 먼저 살펴보고자 한다.

본 포스트를 위해

  • https://purelyfunctional.tv/article/annotated-clojure-core-reduce
  • https://purelyfunctional.tv/article/a-reduce-example-explained 의 내용을 많이 번역해왔음을 알립니다. 한국어는 함수형의 reduce 설명은 많은데 Clojure에 해당하는 포스트는 적어보였다.

기본 개념

Clojure에서는 정말 Reduce를 많이 사용한다. 그리고 이에 대하여 상당히 심오하고 mysterious한 function이라고 여기지만 사실 deep한건 맞는데 mysterious하지는 않다. 정말 단순하게 생각해보자

;하나의 컵에 콩을 넣고, 사과를 넣고, 친구를 넣으면 어떻게 될까?
;[콩, 사과, 친구] 가 될 것이다. Reduce는 끝!
(reduce + 0 
	[1 2 3 4 5])
 ;==> 15

reduce를 사용하면 initial value를 사용해도 안해도 되는데, 위의 예시에서는 0이 initial value인 것이다. 만약 initial value를 설정하지 않는 다면 sequence의 첫 인자가 initial value가 된다. 즉, 왼손에 0을 놓고 바닥에 [1 2 3 4 5] 바구니가 있다고 생각을 하면 오른속으로 1을 주워 왼손에 더한다. 그럼 왼손이 1이 되고 오른손은 다시 바구니의 2를 꺼내 왼손의 1에 더한다. 이런식의 반복을 통해 바구니의 숫자들이 다 할 때까지 계산하는 것이 목표이다.

타입 변환을 위한 reduce

reduce는 데이터 타입을 바꿔줄 때도 사용할 수 있다.

(reduce conj #{}
	[1 2 3 4 5])
;==> {1 4 2 3 5} set는 순서가 뒤죽박죽이라 순차대로 될 것이라는 희망을 버려야 한다.

위에서는 conj 자리에 + 함수가 존재해서 왼손에 오른손의 무언가를 계속 더해서 오른손이 deplete될 때까지 조진다의 느낌이었다. 하지면 이번에는 오른손이 depleted 될때까지 set에 conj해 나가는 활동을 이어나간다.

###좀 더 복잡한 것으로 넘어가보자

(reduce (fn [a b]
          (if (> a b)
            a
            b))
        0
        [1 2 3 4 5])

결과가 어떻게 될 것이라고 생각되는가? 나는 이 syntax가 처음에는 너무 익숙하지 않아 혼났으니 이해했다면 똑똒이가 틀림없다. 답은 5이다.

코드 설명

  1. 기본적으로 reduce는 두개의 인자를 받으니 익명함수 fn의 파라미터는 [a b]

  2. 만약 a가 b보다 크면 a의 자리는 그대로이며 아니면 굴러온 b가 박힌 a를 몰아낸다.

  3. 이를 a = 0 그리고 도전자 [1 2 3 4 5]라고 생각하고 순차적으로 진행한다.

다시 좀 풀어서 말한다면, (위의 왼손 오른손 비유로 해보자면, 왼손에 0을 두고 바구니 [1 2 3 4 5] 에서 오른손을 꺼내 왼손과 계속 비교를 한다. True인 value를 왼손에 놓는 것을 목표로 계속 반복한다.

그럼 평균에 대해서도 해볼까?

(reduce (fn [[n d] b]
          [(+ n b)
           (inc d)])
        [0 0]
        [1 2 3 4 5])
        
;fn을 아래와 같이도 쓸 수 있는데 추가 학습을 원한다면 살펴보고 아니면 pass
(fn [avg b]
  (let [n (first avg)
        d (second avg)]
    [(+ n b) (inc d)]))

이 reduce의 결과는 어떻게 될까?

코드 설명

  1. 익명함수 fn은 [n d]와 b를 인자로 받는다 - reduce에 대한 익명함수이므로 파라미터가 두개여아 하는 것은 당연하다. vector형과 숫자로 받은 것이다.

  2. n과 b를 더한 것 그리고 d를 하나 증가 시킨 결과에 대하여 다시 동일한 연산을 한다.

  3. 즉 최초 n = 0/ d = 0/ b = 1 인 상황을 예로 들어보자면 첫 번째 결과는 [(+ 0 1) (inc 0)] 이 되어 [1 1]이 된다.

  4. 이를 반복하면 결과는 [15 5]

General Pattern of Reduce

(reduce (fn [left right]
          (dosomething left right))
        starting-value
        collection)