계기

얼마 전에 예능을 보고 있었는데 ‘이어서 말해요’ 게임을 하고 있었다. 여러 속담들이 나오고 있던 중 안유진 차례에 다음 문제가 나왔다.

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나PD를 당황시킨 안유진의 대답 / 출처 : Tving

그걸 들은 멤버들도, 나PD도, 나도 순간 멍- 해졌다. 너무나도 신박한 저 말을 곱씹던 중 “프로그래밍언어로 표현해보면 어떨까”하는 생각이 들었다.

명제 분석하기

본격적으로 구현을 시작하기 전, 저 말을 분해해보자.

  • 같은 값이면 싼걸 사죠
  • 같은 값(Equality)이면 싼걸 사죠(Comparison)

저 논리가 적용되는 상황을 그려보면 다음과 같다.

  • 한 명의 구매자와 여러 개의 물건
  • 모든 물건의 가격이 같은 경우 구매자는 가장 낮은 가격의 물건을 선택

저 논리를 구현하는 데 필요한 객체는 구매자와 물건이고, 메서드는 ‘모든 물건의 가격이 같은 지 확인하기’와 ‘가장 낮은 가격의 물건을 선택하기’가 필요하다는 것을 알 수 있다.

Class와 Trait 만들기

구매자와 물건을 정의해보면 다음과 같다.

trait Buyer {
  /* Return true when all the prices are same. */
  def areEquals(goods: List[Good]): Boolean

  /* Get a good which is the lowest price. */
  def cheapest(goods: List[Good]): Good
}

case class Good(val name: String, val price: Int) {
  override def toString(): String = s"$name ($price)"
}

Buyer는 모든 물건의 값이 구분하는 areEquals와 가장 낮은 가격의 물건을 고르는 cheapest 메서드가 있다. Good는 name과 price 필드 만을 갖고 있다.

이를 활용하여 ‘같은 값이면 싼걸 사죠’는 다음과 같은 함수로 나타낼 수 있다.

final def purchase(goods: List[Good]): Good = {
  if (goods.isEmpty) throw new UnsupportedOperationException("empty.purchase")
  else if (areEquals(goods)) cheapest(goods)
  else goods.head
}

Object 구현하기

Signature는 만들었으니 저 메서드를 구현해보자.

1. 함수형 패러다임 적용하기

@tailrec한 helper-function을 활용하여 구현해보았다.

object FunctionalBuyer extends Buyer {

  def areEquals(goods: List[Good]): Boolean = {
    @tailrec
    def iter(aPrice: Int, goods: List[Good]): Boolean = {
      if (goods.isEmpty) true
      else if (aPrice != goods.head.price) false
      else iter(aPrice, goods.tail)
    }

    iter(goods.head.price, goods.tail)
  }

  def cheapest(goods: List[Good]): Good = {
    @tailrec
    def iter(min: Good, goods: List[Good]): Good = {
      if (goods.isEmpty) min
      else {
        val lower = if(min.price > goods.head.price) goods.head else min
        iter(lower, goods.tail)
      }
    }

    iter(goods.head, goods.tail)
  }
}

areEquals가 return하게 되는 상황은 ‘goods가 비어있는 경우’와 ‘aPrice와 head의 price가 다른 경우’가 있다. cheapest는 호출될 때마다 min 값을 업데이트 여부를 판단하고 저장한다.

2. List 내장함수 적용하기

일일이 모든 매서드를 구현하기 보다 이미 만들어진 것들을 활용하는 게 더 낫다. 그러기 전에 Good를 가격 기준으로 comparable하게 만들 필요가 있다.

case class Good(val name: String, val price: Int) extends Ordered[Good] {
  def compare(that: Good): Int = this.price.compare(that.price)
  override def toString(): String = s"$name ($price)"
}

Ordered[A] trait를 상속 받고 compare 함수를 price 필드를 이용하여 구현해 준다. 이를 바탕으로 Buyer를 구현하면 다음과 같다.

object ListBuyer extends Buyer {
  def areEquals(goods: List[Good]): Boolean =
    goods.tail.count(_.compare(goods.head) != 0) == 0

  def cheapest(goods: List[Good]): Good = goods.min
}

저 count와 min의 세부 구현을 살펴보면 var와 while-loop가 쓰이고 있다는 것을 알 수 있다. Scala는 처음부터 끝까지 함수형으로 만들어진 줄 알았는데 그건 아닌가 보다.

3. Parallelism 적용하기

Scala를 사용하고 있는 만큼 병렬처리가 가능한 형태로도 구현할 수 있다.

object ParallelBuyer extends Buyer {
  def areEquals(goods: List[Good]): Boolean =
    goods.tail.par.forall(_.compare(goods.head) == 0)

  def cheapest(goods: List[Good]): Good = {
    def getMin(x: Good, y: Good): Good = if (x.compare(y) > 0) x else y
    goods.par.reduce(getMin)
  }
}

forall 메서드의 중간에 false가 나와도 안 멈출까봐 걱정했는데, 세부 구현을 살펴보니 중간 결과값이 false인 경우 abort signaling을 하게 되어 있었다. reduce를 할 때 사용하는 splitter의 경우 compare 함수를 활용하여 구현하였다.

결론

지금까지 세 가지의 방법으로 ‘같은 값이면 싼걸 사죠’를 Scala로 표현해 보았다. 함수형 프로그래밍 언어의 장점으로 ‘논리 구조를 간결하게 표현할 수 있다’를 꼽을 수 있었는데, 그렇다고 해서 모든 메서드를 처음부터 만들면 코드가 다소 지저분해질 수 있다.

min이라는 리스트형 내장함수가 있음에도 reduce를 활용하기 위해 getMin을 직접 정의했다. 나중에 안 사실이지만 ParSeq에도 min이 정의되어 있다는 것을 발견하였다. 저 메서드에서는 내부적으로 lteq를 사용하고 있으니 처음에 Ordering만 잘 정의했으면 수월하겠구나라는 생각이 들었다.

yoojin_dm
특별한 미앤유~ / 출처 : Tving