계층형 설계와 재귀

코드의 구조를 어떻게 설계할 것인가는 함수형 프로그래밍에서도 중요한 주제입니다. 이 글에서는 계층형 설계 패턴과 재귀 함수를 다룹니다.

소프트웨어 설계란?

코드를 만들고, 테스트하고, 유지보수하기 쉬운 프로그래밍 방법을 선택하기 위해 미적 감각을 사용하는 것입니다.

설계 시 고려 요소

함수 본문	계층 구조	함수 시그니처
길이	화살표 길이	함수명
복잡성	응집도	인자 이름
구체화 단계	구체화 단계	인잣값
함수 호출		리턴값
프로그래밍 언어의 기능 사용

설계 활동의 분류

• 조직화: 새로운 함수를 어디에 놓을지 결정, 함수를 다른 곳으로 이동
• 구현: 구현 바꾸기, 함수 추출하기, 데이터 구조 바꾸기
• 변경: 새 코드를 작성할 곳 선택, 적절한 수준의 구체화 단계 결정

계층형 설계 패턴

1. 직접 구현

한 계층의 함수가 바로 아래 계층의 함수만 호출하도록 합니다.

// Before - 여러 추상화 수준이 섞여 있음
function setPriceByName(cart, name, price) {
  const cartCopy = cart.slice();
  for (let i = 0; i < cartCopy.length; i++) {
    if (cartCopy[i].name === name) {
      cartCopy[i] = setPrice(cartCopy[i], price);
    }
  }
  return cartCopy;
}

// After - 같은 수준의 추상화로 구현
function indexOfItem(cart, name) {
  for (let i = 0; i < cart.length; i++) {
    if (arrayGet(cart, i).name === name) return i;
  }
  return null;
}

function arraySet(array, idx, value) {
  const copy = array.slice();
  copy[idx] = value;
  return copy;
}

function arrayGet(cart, i) {
  const copy = [...cart];
  return copy[i];
}

function setPriceByName(cart, name, price) {
  const idx = indexOfItem(cart, name);
  if (idx !== null) {
    const item = arrayGet(cart, idx);
    cart = arraySet(cart, idx, setPrice(item, price));
  }
  return cart;
}

2. 추상화 벽

세부 구현을 감춘 함수로 이루어진 계층입니다. 반복문이나 배열을 직접 다루는 코드를 추상화를 통해 감출 수 있습니다.

• 라이브러리나 API를 만드는 것과 비슷
• **“어떤 것을 신경 쓰지 않아도 되지?”**를 모아 함수로 만든 느낌
• 추상화 벽에 코드를 만드는 것은 계약과 비슷 (새로운 함수를 만들 때 용어를 맞춰야 하는 등의 시간 소요)

3. 작은 인터페이스

추상화 벽에 가능한 적은 수의 함수를 노출합니다.

4. 편리한 계층

실용적인 관점에서 편리하게 사용할 수 있는 계층을 설계합니다.

계층별 특성

유지보수성

가장 상단에 있는 것이 바꾸기 쉽습니다. → 자주 바뀌는 코드는 가능한 위쪽에 있어야 합니다.

테스트 가능성

가장 하단에 있는 함수를 테스트하는 것이 효율적입니다. → 영향을 주는 곳이 많기 때문에 한 번의 테스트로 많은 부분을 확인 가능합니다.

재사용성

하단에 있을수록 재사용성이 높습니다. → 낮은 수준의 단계로 함수를 빼낼수록 재사용성이 높아집니다.

재귀 함수 (Recursive Function)

재귀 함수는 자기 자신을 호출하는 함수입니다. 함수형 프로그래밍에서는 반복문 대신 재귀를 사용하는 경우가 많습니다.

팩토리얼

const factorial = function (num) {
  if (num === 1) {
    return 1;
  }
  return num * factorial(num - 1);
};

factorial(5); // 120

배열 생성

const countUp = (n) => {
  if (n < 1) {
    return [];
  } else {
    const countArray = countUp(n - 1);
    countArray.push(n);
    return countArray;
  }
};

const array = countUp(5); // [1, 2, 3, 4, 5]

재귀 함수의 핵심은 두 가지입니다:

1. 종료 조건(Base case): 재귀를 멈추는 조건
2. 재귀 단계(Recursive case): 문제를 더 작은 단위로 나누어 자기 자신을 호출

정리

• 계층형 설계는 함수를 추상화 수준별로 배치하여 유지보수성, 테스트 가능성, 재사용성을 높입니다
• 추상화 벽을 통해 세부 구현을 감추면 자료 구조 같은 세부 사항을 신경 쓰지 않아도 됩니다
• 자주 변경되는 코드는 상위 계층에, 재사용되는 코드는 하위 계층에 배치합니다
• 재귀 함수는 종료 조건과 재귀 단계로 구성되며, 반복문을 대체할 수 있습니다

다음 글에서는 Lodash와 Ramda를 활용한 실전 함수형 프로그래밍을 다룹니다.