프로그래밍 언어에서 고차 함수(Higher-order function)는 함수를 인자로 받거나, 함수를 반환하는 함수를 의미합니다. 이러한 함수들은 함수형 프로그래밍의 핵심 요소로, 코드의 재사용성과 가독성을 높이는 데 큰 역할을 합니다. 특히 파이썬에서는 고차 함수를 활용하기 좋습니다.

고차 함수의 개념

고차 함수는 다음 두 가지 특성 중 하나 이상을 만족하는 함수입니다.

1. 하나 이상의 함수를 인자로 받을 수 있다.
2. 함수를 반환할 수 있다.

이러한 특성 덕분에 고차 함수는 매우 유연하고 강력한 도구로 사용됩니다. 대표적인 고차 함수로는 map(), filter(), reduce() 등이 있습니다.

고차 함수의 장점

고차 함수는 다음의 여러 가지 장점을 가지고 있습니다.

1. 코드의 재사용성 : 고차 함수를 사용하면 동일한 코드 블럭을 여러 번 사용할 수 있어 코드의 재사용성이 높아집니다.
2. 가독성 향상 : 고차 함수를 사용하면 코드를 간결하게 작성할 수 있어 가독성이 향상됩니다. 특히, 익명 함수(lambda 함수)를 사용하면 더 짧고 명료한 코드를 작성할 수 있습니다.
3. 유연성 : 함수를 인자로 받거나 반환할 수 있어 매우 유연한 코드를 설계할 수 있습니다.

함수를 인자로 받는 함수의 예시

다음 예시는 함수를 인자로 받는 고차 함수를 생성합니다. apply_function 함수는 함수를 인자로 받아 해당 함수를 실행하게 됩니다.

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def apply_function(func, value) :
    return func(value)

def square(x) :
    return x * x

result = apply_function(square, 5)
print(result) # 25

함수를 반환하는 함수의 예시

다음 예시는 함수를 반환하는 고차 함수를 생성합니다. create_multiplier 함수는 입력값에 특정 값을 곱하는 기능을 하는 함수를 반환합니다.

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def create_multiplier(n) :
    def multiplier(x) :
        return x * n
    return multiplier

multiply_by_3 = create_multiplier(3)
print(multiply_by_3(10)) # 30

Python에서의 고차 함수

파이썬은 고차 함수를 매우 효율적으로 지원합니다. 파이썬에서 자주 사용되는 몇 가지 고차 함수들에 대해서 설명하도록 하겠습니다.

map()

map() 함수는 주어진 함수와 iterable을 인자로 받아, iterable의 각 요소에 함수를 적용한 결과를 반환합니다.

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def square(x) :
    return x * x

numbers = [1, 2, 3, 4, 5]
squared_numbers = list(map(square, numbers))
print(squared_numbers) # [1, 4, 9, 16, 25]

filter()

filter() 함수는 주어진 함수와 iterable을 인자로 받아, 함수의 조건을 만족하는 요소만을 포함하는 iterable을 반환합니다.

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def is_even(n) :
    return n % 2 == 0

numbers = [1, 2, 3, 4, 5]
even_numbers = list(filter(is_even, numbers))
print(even_numbers) # [2, 4]

reduce()

reduce() 함수는 iterable의 각 요소에 누적 함수를 적용하여 단일 값을 반환합니다. 이 함수는 functools 모듈에서 제공됩니다.

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from functools import reduce

def add(x, y) :
    return x + y

numbers = [1, 2, 3, 4, 5]
sum_of_numbers = reduce(add, numbers)
print(sum_of_numbers) # 15

고차 함수는 파이썬을 비롯한 여러 프로그래밍 언어에서 강력한 도구로 활용됩니다. 함수를 인자로 받거나 반환하는 이러한 함수들은 코드의 재사용성과 가독성을 높이며, 유연하고 간결한 코드를 작성하는 데 큰 도움이 됩니다. 이러한 고차 함수를 잘 활용하면 더욱 효율적인 코드를 작성할 수 있을 것입니다.