델리게이트(Delegates)

델리게이트는 '대행'의 의미를 담고 있으며, 함수 등이 자신 내에서 직접 처리하는 게 아니라 대신 해줄 함수나 클래스에게 입력값에 대한 처리를 맡기는 패턴입니다. 이런 역할을 수행하는 값/객체를 델리게이터(delegator)라고 부르고, 대행자 로 번역하기도 합니다.

함수를 델리게이트로 쓰기(Functions as arguments)

실행하고자 하는 함수를, 다른 함수의 입력값으로 함께 전달할 수 있습니다.

    void doSomething(int function(int, int) doer) {
        // doer 라는 이름으로 전달된 함수를 실행합니다.
        // doer 라는 이름으로 전달될 함수는 int 타입의 값을 결과로 반환하고,
        // 실행을 위해 int 타입의 값 두 개를 입력받는 함수여야 합니다.
        doer(5,5);
    }

    doSomething(add); // `add` 라는 함수를 전달합니다.
                      // doSomething은 add 를 실행합니다.

doSomething 내에 전달된 doer 는 doSomething 내에서 여느 함수처럼 자유롭게 사용할 수 있습니다.

함수 속의 함수(Local functions with context)

이전의 doSomething 예제에서는 전역 함수(소스코드 전체에서 사용할 수 있는 함수)를 가르키는 참조 타입인 function 을 사용하는 예를 보았습니다. 그러나 모든 함수를 이렇게 입력값으로 전달할 수는 없습니다. 클래스의 내부 함수나 함수 속에 선언된 함수를 참조할 때는 delegate 구조를 반드시 사용해야 합니다. delegate 는 function 과 비슷하게 함수를 가르키는 참조 타입이지만, 어떤 상태와 환경에서 실행 중인지 알려주는 문맥 정보를 담고 있는 컨텍스트(context)를 함께 담고 있다는 차이점이 있습니다.

이렇게 컨텍스트가 함께 담긴 상태를 엔클로저(Enclosure; 컨텍스트 보존형 함수) 라고 부릅니다. 자바스크립트와 같은 타 언어에서는 클로저(Closure) 라고 부르기도 합니다. 만약 클래스로부터 생성된 객체(object)의 내부 함수를 delegate 로 전달하게 되면 객체의 내부의 상태도 함께 전달됩니다. 함수 속에 함수가 선언된 로컬 함수(Local functions)의 경우에는 로컬 함수가 바깥 함수의 컨텍스트를 같이 갖고 가게 됩니다.

delegate 의 컨텍스트 보존 기능으로 인해 원본 컨텍스트가 함께 전달되어, 델리게이트가 원본을 변형시킬 우려도 있습니다. 그러나 D 언어 컴파일러는 이런 상황이 발생할 것 같으면 미리 컨텍스트를 힙(heap)에 하나 더 복사해놓고, 그 컨텍스트 내에서 델리게이트가 동작하도록 합니다. 다만 항상 그런 것은 아닙니다.

    void foo() {
        // foo 내에 local 이라는 로컬 함수를 선언했습니다.
        // local은 foo 밖에선 존재하는지 알 수 없는 존재입니다.
        // local의 컨텍스트는 foo와 공유되기 때문에, foo에 미리 선언해둔 변수를
        // local 이 사용할 수 있습니다.
        void local() {
            writeln("local");
        }
        auto f = &local; // 이때 f의 타입은 delegate() 로 추론됩니다
    }

doSomething 을 delegate 를 사용할 수 있게 바꾸려면 아래와 같이 수정하면 됩니다.

    void doSomething(int delegate(int,int) doer);

delegate 와 function 은 비슷한 역할을 하지만, 둘은 동시에 사용될 수 없습니다. 즉 function 이면서 delegate 일 수는 없다는 것입니다. 대신 필요하다면, function 을 delegate 로 변환해주는 표준 라이브러리 함수인 std.functional.toDelegate 를 쓰는 걸 고려해볼 수 있습니다.

람다, 이름 없는 익명 함수(Anonymous functions & Lambdas)

함수가 다른 함수의 입력값으로 전달되는 게 꽤 흔한 일이라, 매번 그런 함수에 이름을 붙이는 건 번거로운 일이 될 것입니다. D 언어는 그래서 아예 이름 없는 함수를 지원하면서, 더불어 한 줄로 선언되는 함수인 람다(lambda) 를 만들 수 있도록 했습니다.

    auto f = (int lhs, int rhs) {
        return lhs + rhs;
    };
    auto f = (int lhs, int rhs) => lhs + rhs; // 이것이 람다입니다. 위의 번거로운 익명 함수 선언을 간단하게 만들었습니다.

이것 마저도 귀찮다면 단순히 문자열로 작성된 식을 전달해 folding 연산을 수행하는 아래의 예제를 참고하십시오. 단순히 문자열을 템플릿 함수의 입력값처럼 전달했는데, 마치 a와 b가 입력값으로 선언되고 함수처럼 + 가 동작하는 모습을 볼 수 있습니다.

    // reduce의 연산 순서는 아래와 같습니다.
    // 1    2    3
    // |____|    |
    //    +      |
    //    |______|
    //        +
    //        = 6
    [1, 2, 3].reduce!`a + b`; // 6

모든 경우에 이렇게 처리되는 것은 아닙니다. 익명 함수나 람다로 바꾸었을 때, 입력 값이 하나 혹은 둘 일때만 가능 합니다. 그리고 첫번째 입력값을 a, 두번째 입력값을 b 라고 부르는 것 또한 D 언어와 프로그래머 사이의 약속입니다. 지켜주셔야합니다.

더 살펴보기

• Delegate specification

rdmd playground.d