고차 함수와 커링

함수형 프로그래밍의 핵심 특징 중 하나는 함수를 일급 객체(First-Class Citizen)로 다룬다는 점입니다.

즉 함수를 변수에 담고, 인자로 넘기고, 반환값으로 받을 수 있습니다.

이 특성을 바탕으로 고차 함수(HOF)와 커링(Currying)이라는 강력한 개념이 만들어집니다.

타입스크립트는 함수의 타입을 명확하게 정의할 수 있어, 고차 함수와 커링을 구현하고 이해하는 데 큰 도움을 줍니다.

f(a, b, c): R
↓
(a: A) => (b: B) => (c: C) => R

const withA = curried(a); // B를 기다림

format(locale, currency, value): string
↓
const won = format.bind(null, "ko-KR", "KRW");
won(12000); // 남은 value만 받음

고차 함수

정의: 고차 함수는 다음 중 하나 이상을 수행하는 함수입니다.

설명: 고차 함수는 함수를 데이터처럼 다룰 수 있게 해주어 코드의 추상화 수준을 높이고, 재사용성을 향상시키며, 중복을 줄이는 데 기여합니다.

자바스크립트/타입스크립트에서는 이미 많은 내장 고차 함수를 접했습니다.

예를 들어, 배열의 map, filter, reduce 메서드가 대표적인 고차 함수입니다.

이들은 콜백 함수(다른 함수)를 인자로 받아서 내부 로직을 수행합니다.

// 배열의 각 요소를 특정 함수에 따라 변환하는 고차 함수
function applyTransformation<T, U>(arr: T[], transformFn: (item: T) => U): U[] {
  return arr.map(transformFn); // map 자체가 고차 함수이지만, applyTransformation도 HOF
}

const numbers = [1, 2, 3, 4];

// 숫자를 두 배로 만드는 함수
const double = (n: number): number => n * 2;
const doubledNumbers = applyTransformation(numbers, double);
console.log("Doubled Numbers:", doubledNumbers); // [2, 4, 6, 8]

// 숫자를 문자열로 변환하는 함수
const toString = (n: number): string => `Number: ${n}`;
const stringNumbers = applyTransformation(numbers, toString);
console.log("String Numbers:", stringNumbers); // ["Number: 1", "Number: 2", "Number: 3", "Number: 4"]

// 타입스크립트는 transformFn의 타입과 반환 타입을 정확히 추론하고 검사합니다.

// 특정 기준보다 큰 숫자를 필터링하는 함수를 반환하는 고차 함수
function createFilterByMin(minThreshold: number): (num: number) => boolean {
  return (num: number): boolean => num > minThreshold;
}

const data = [10, 25, 5, 40, 15];

// 20보다 큰 숫자를 필터링하는 함수 생성
const filterGreaterThan20 = createFilterByMin(20);
const filteredData1 = data.filter(filterGreaterThan20);
console.log("Greater than 20:", filteredData1); // [25, 40]

// 30보다 큰 숫자를 필터링하는 함수 생성
const filterGreaterThan30 = createFilterByMin(30);
const filteredData2 = data.filter(filterGreaterThan30);
console.log("Greater than 30:", filteredData2); // [40]

// 타입스크립트는 createFilterByMin의 반환 타입이 (num: number) => boolean 임을 명확히 합니다.

• 코드 재사용성: 일반적인 로직을 고차 함수로 추상화하여 다양한 상황에서 재사용할 수 있습니다.
• 유연성 및 확장성: 로직을 외부 함수로 분리함으로써, 기존 코드를 수정하지 않고 새로운 동작을 쉽게 추가하거나 변경할 수 있습니다 (OCP 준수).
• 추상화: 복잡한 세부 구현을 숨기고, 코드의 의도를 더 명확하게 표현할 수 있습니다.
• 결합도 감소: 특정 로직이 다른 코드와 강하게 묶이지 않고 독립적으로 존재할 수 있습니다.

커링

정의: 커링은 여러 개의 인자를 받는 함수를 하나의 인자만 받는 함수들의 체인으로 변환하는 함수형 프로그래밍 기법입니다.

설명: 커링된 함수를 호출하면 첫 번째 인자를 받고, 이어서 두 번째 인자를 받을 함수를 반환하고, 또 다음 인자를 받을 함수를 반환하는 식으로 동작합니다.

모든 인자가 채워지면 비로소 최종 결과가 반환됩니다.

기존 함수: f(a, b, c) 커링된 함수: f(a)(b)(c)

커링은 람다 대수(Lambda Calculus)에서 유래했으며, 특정 함수형 언어에서는 기본적으로 지원됩니다.

자바스크립트/타입스크립트에서는 직접 구현하거나 라이브러리(Ramda, Lodash/fp 등)의 도움을 받아 사용할 수 있습니다.

// 일반적인 3개 인자를 받는 함수
function add(a: number, b: number, c: number): number {
  return a + b + c;
}
console.log("Normal add:", add(1, 2, 3)); // 6

// 커링된 add 함수 (직접 구현)
function curriedAdd(a: number): (b: number) => (c: number) => number {
  return (b: number) => {
    return (c: number) => {
      return a + b + c;
    };
  };
}

// 모든 인자를 한 번에 전달 (일반 함수처럼 사용)
console.log("Curried add (all at once):", curriedAdd(1)(2)(3)); // 6

// 2. 부분 적용 (Partial Application) - 커링의 핵심 장점
const add5 = curriedAdd(5); // 첫 번째 인자 5를 고정하여 새로운 함수 생성
console.log("add5(1)(2):", add5(1)(2)); // 5 + 1 + 2 = 8

const add5And10 = add5(10); // 첫 번째, 두 번째 인자를 고정하여 또 다른 함수 생성
console.log("add5And10(3):", add5And10(3)); // 5 + 10 + 3 = 18

// 3. 타입스크립트의 타입 추론
// TypeScript는 curriedAdd 함수의 복잡한 타입을 정확히 추론합니다.
// (a: number) => (b: number) => (c: number) => number

curriedAdd 함수는 첫 번째 인자 a를 받은 후, b를 받을 함수를 반환하고, 이 함수가 b를 받은 후 c를 받을 함수를 반환합니다.

최종적으로 c를 받으면 모든 인자가 채워져 덧셈 결과가 반환됩니다.

• 부분 적용 (Partial Application): 커링은 함수에 인자를 부분적으로 적용하여 새로운 함수를 생성하는 것을 자연스럽게 만듭니다. 이는 특정 인자를 고정하여 재사용 가능한 특수화된 함수를 만들 때 매우 유용합니다.
• 함수 조합 용이: 작은 단위의 커링된 함수들을 조합하여 더 복잡한 기능을 쉽게 구축할 수 있습니다. 각 함수의 입력과 출력이 명확해져 파이프라인 구성이 쉬워집니다.
• 재사용성 증가: 미리 인자를 고정하여 새로운 함수를 생성할 수 있으므로, 코드의 재사용성이 높아집니다.
• 가독성: 적절히 사용하면 함수 호출 체인이 데이터 흐름을 명확하게 보여주어 가독성을 높일 수 있습니다.
• 지연 실행: 모든 인자가 채워질 때까지 실제 계산을 지연시킬 수 있습니다.

커링된 함수는 그 자체로 고차 함수의 한 형태입니다.

커링된 함수는 인자를 하나 받은 후 함수를 반환하기 때문입니다.

따라서 커링은 고차 함수를 활용하여 함수를 더 유연하고 재사용 가능하게 만드는 특정 패턴이라고 볼 수 있습니다.

커링된 로거는 로그 레벨, 태그, 메시지를 한 번에 받지 않고 호출 단계마다 하나씩 고정합니다.

앞에서 고정된 값은 클로저에 남아 다음 호출의 문맥이 되며, 마지막 메시지가 들어왔을 때 실제 로그가 만들어집니다.

type LogLevel = 'INFO' | 'WARN' | 'ERROR';

// 커링된 로거 생성 함수
function createLogger(level: LogLevel): (tag: string) => (message: string) => void {
  return (tag: string) => {
    return (message: string) => {
      const timestamp = new Date().toISOString();
      console.log(`[${timestamp}] [${level}] [${tag}] ${message}`);
    };
  };
}

// 특정 로그 레벨의 로거 함수 생성 (부분 적용)
const infoLogger = createLogger('INFO');
const errorLogger = createLogger('ERROR');

// 특정 태그의 로거 함수 생성 (또 다른 부분 적용)
const userLogger = infoLogger('USER');
const authLogger = errorLogger('AUTH');

// 메시지 로깅
userLogger('New user registered!');
userLogger('User login successful.');
authLogger('Failed login attempt for user: john_doe');
authLogger('Session expired for admin user.');

// 직접 커링된 함수 사용
createLogger('WARN')('NETWORK')('Network connection lost!');

이 예시에서 createLogger는 커링된 고차 함수입니다.

이를 통해 infoLogger, errorLogger, userLogger, authLogger와 같이 특정 목적에 맞게 인자가 부분적으로 적용된 특화된 로거 함수들을 쉽게 생성하고 재사용할 수 있습니다.

이는 로깅 시스템의 유연성과 구성 가능성을 크게 높여줍니다.

고차 함수와 커링은 함수를 인자로 전달하거나 단계적으로 인자를 고정해 재사용 단위를 만드는 방식입니다.

타입스크립트의 정적 타입 검사는 함수 합성 과정에서 인자 타입과 반환 타입의 불일치를 줄이는 데 사용됩니다.

마지막으로 함수 시그니처를 따라가면 고차 함수와 커링에서 값이 고정되고 실행되는 시점을 구분할 수 있습니다.

아래 다이어그램은 고차 함수와 커링의 타입 시그니처가 값 고정과 최종 실행을 어떻게 나누는지 보여줍니다.

아래 다이어그램은 고차 함수와 커링이 책임 경계와 실행 흐름을 어떻게 바꾸는지 정리합니다.

const minLength = (n: number) => (value: string) =>
  value.length >= n;