Typescript - ramda 라이브러리 (1)


이 포스팅은 람다(ramda) 함수형 유틸리티 라이브러리의 기능에 대해 알아본다.

본 포스팅에 사용된 tsconfig.json

{
  "compilerOptions": {
    "module": "commonjs",
    "esModuleInterop": true,
    "target": "ES2015",
    "moduleResolution": "node",
    "outDir": "dist",
    "baseUrl": ".",
    "sourceMap": true,
    "strict": true,
    "noImplicitAny": false,
    "noImplicitThis": false,
    "strictFunctionTypes": false,
    "paths": { "*": ["node_modules/*"] }
  },
  "include": ["src/**/*"]
}

소스는 assu10/typescript.git 에 있습니다.

  • 람다(ramda) 라이브러리
  • 프로젝트 구성
  • 람다 기본 사용법
    • R.range 함수
    • R.tap 디버깅용 함수
    • R.pipe 함수
    • 포인트가 없는 함수
    • 자동 커리
    • R.curryN 함수
    • 순수 함수
  • 배열에 담긴 수 다루기
    • 선언형 프로그래밍
    • 사칙 연산 함수
    • R.addIndex 함수 (다루지 않음)
    • R.flip 함수
    • 사칙 연산 함수들의 조합 (다루지 않음)
    • 2차 방정식의 해 구현 (댜루지 않음)
  • 서술자와 조건 연산
    • R.lt, R.lte, R.gt, R.gte
    • R.allPass, R.anyPass 로직 함수
    • R.not 함수
    • R.ifElse 함수
  • 문자열 다루기
    • R.trim, R.toLower, R.split
    • toCamelCase 함수 만들기

1. 람다(ramda) 라이브러리

ramda 패키지는 Typescript - 함수 조합 에서 설명한 compose 나 pipe 를 사용하는 함수 조합을 쉽게 할 수 있게 설계된 오픈 소스 자바스크립트 라이브러리이다.

  • 람다 라이브러리 특징
    • 타입스크립트 언어와 100% 호환
    • compose, pipe 함수 제공
    • 자동 커리 (auto curry) 기능 제공
    • 포인트가 없는 고차 도움(utility) 함수 제공
    • 조합 논리 함수 일부 제공
    • 하스켈 렌즈(lens) 라이브러리 기능 일부 제공
    • 자바스크립트 표준 모나드 규격(fantasyland-spec) 과 호환

람다 패키지는 많은 유틸리티 함수를 제공하는데 각각 아래 사이트에 자세히 나와있다.

Ramda Documentation (함수를 알파벳 순서로 분류)
Ramda Documentation-DevDocs (함수를 기능 위주로 분류)

기능 위주로 분류된 사이트에서 찾아볼 때는 아래 카테고리에 맞게 찾아보면 도움이 된다.

  • function (함수)
    • R.compose, R.pipe, R.curry 등의 함수
  • list (리스트)
    • 배열을 대상으로 하는 R.map, R.filter, R.reduce 등의 함수
  • logic (로직)
    • R.not, R.or, R.cond 등 boolean 로직 관련 함수
  • math (수학)
    • R.add, R.subtract, R.multiply, R.divide 등 수 관련 함수
  • object (객체)
    • R.prop, R.lens 등 객체와 렌즈 관련 함수
  • relation (관계)
    • R.lt, R.lte, R.gt, R.gte 등 두 값의 관계를 파악하게 하는 함수
  • string (문자열)
    • R.match, R.replace, R.split 등 문자열을 대상으로 정규식 등을 할 수 있게 하는 함수
  • type (타입)
    • R.is, R.isNil, R.type 등 대상의 타입을 파악하게 하는 함수

2. 프로젝트 구성

이번 포스팅에선 chanceramda 패키지를 설치해야 한다.

> npm i chance ramda
> npm i -D @types/chance @types/ramda

package.json

  "devDependencies": {
    "@types/chance": "^1.1.3",
    "@types/node": "^16.10.1",
    "@types/ramda": "^0.27.45",
    "ts-node": "^10.2.1",
    "typescript": "^4.4.3"
  },
  "dependencies": {
    "chance": "^1.1.8",
    "ramda": "^0.27.1"
  }

tsconfig.json 에서 “noImplicitAny”: false, 로 설정해주는데 람다 라이브러리는 자바스크립트를 대상으로 설계되었기 때문에 타입 스크립트는 any 타입을 완전히 자바스크립트적으로 해석해야 한다. 따라서 noImplicitAny 속성값을 false 로 지정하여 사용한다.

람다를 import 할 때는 import * as R from 'ramda' 대신 import {range} from 'ramda' 로 하는 것이 좋다.
그 이유는 import * as R 형식은 람다 라이브러리 중 사용하지 않는 함수들도 패키징되기 때문에 ES5 자바스크립트의 코드의 크기가 커지는 반면 import {range} 는 람다에서 range 함수만 패키징되므로 ES5 자바스크립트 코드 크기를 줄여 배포 파일의 크기를 좀 더 줄일 수 있다.


3. 람다 기본 사용법

3.1. R.range 함수

R.range 함수는 [최소값, 최소값+1, …, 최대값-1] 형태의 배열을 생성한다.

R.range(최소값, 최대)
import { range } from "ramda";

console.log(
    range(1, 9+1)
);

/*
[ 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9 ]
*/


3.2. R.tap 디버깅용 함수

복잡한 함수를 구현하려면 함수 조합을 이용하는데 이 때 단계별로 값이 어떻게 변하는지 파악이 필요하다.
R.tap 함수는 2차 고차 함수 형태로 현재 값을 파악할 수 있다.

R.tap(콜백 함수)(배열)
//import { range } from "ramda";
import * as R from 'ramda'

const numbers: number[] = R.range(1, 9+1);
R.tap(n => console.log(n))(numbers);    // [ 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9 ]

3.3. R.pipe 함수

람다는 Typescript - 함수 조합 에서 설명한 compose 와 pipe 함수를 R.compose, R.pipe 형태로 제공한다.
로직 구현시에는 R.pipe 함수가 더 이해하기 편하므로 앞으로 함수를 조합할 때는 아래처럼 R.pipe 함수를 사용할 예정이다.

//import { range } from "ramda";
import * as R from 'ramda'

const numbers: number[] = R.range(1, 9+1);
R.pipe(
    R.tap(n => console.log(n))  // [ 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9 ]
)(numbers);

3.4. 포인트가 없는 함수

람다 라이브러리는 200개가 넘는 함수를 제공하는데 대부분 2차 고차 함수 형태이고, 2차 고차 함수는 포인트가 없는 함수 형태로 사용이 가능하다.

포인트가 없는 함수는 Typescript - 함수 조합4.5. 포인트가 없는 함수 를 참고하세요.

아래에서 dump 는 포인트가 없는 함수의 전형적인 모습이다.

//import { range } from "ramda";
import * as R from 'ramda'

// dump 는 포인트가 없는 함수의 전형적인 모습
const dump = R.pipe(
    R.tap(n => console.log(n))
);

dump(R.range(1, 9+1))   // [ 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9 ]

람다는 타입스크립트를 고려해서 만든 라이브러리가 아니기 때문에 포인트가 없는 함수의 형태가 어색하다고 하여 화살표 함수로 만들면 아래와 같은 오류가 난다.

//import { range } from "ramda";
import * as R from 'ramda'

// TS2322: Type 'unknown' is not assignable to type 'T[]'.
/*
const dump2 = <T>(array: T[]): T[] => R.pipe(
    R.tap(n => console.log(n))
)(array)
*/

이 오류는 타입 단언을 사용하여 해결할 수 있다.

타입 단언은 Typescript - 객체, 타입5.2. 타입 단언 (type assertion) 를 참고하세요.

아래 코드를 보면 (array) as T[] 에서 as T[] 처럼 타입 단언을 사용해 R.pipe(…)(array) 가 반환하는 타입을 any 가 아니라 T[] 로 바꿔준다.

//import { range } from "ramda";
import * as R from 'ramda'

// 타입 단언 사용
const dump2 = <T>(array: T[]): T[] => R.pipe(
        R.tap(n => console.log(n))
)(array) as T[];

dump2(R.range(1, 9+1))   // [ 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9 ]

결론적으로!
dump 처럼 포인트가 없는 함수를 만드는 것이 불필요한 타입스크립트 오류를 발생시키지 않는 방안이다.


3.5. 자동 커리

람다 라이브러리 함수들은 아래처럼 매개변수가 2개인 일반 함수처럼 사용할 수도 있고, 2차 고차 함수로 사용할 수도 있다.
이러한 기능을 자동 커리라고 한다.

//import { range } from "ramda";
import * as R from 'ramda'

console.log(
    R.add(1, 2),    // 3, 매개변수가 2개인 일반함수
    R.add(1)(2)     // 3, 2차 고차 함수
    //R.add(1, 2, 3), // TS2554: Expected 1-2 arguments, but got 3.
)

3.6. R.curryN 함수

람다 라이브러리의 함수들은 자동 커리 방식으로 동작할 수 있도록 매개변수의 개수가 모두 정해져있기 때문에 아래와 같은 가변 인수 형태로 구현된 함수는 없다.

const sum = (...numbers: number[]): number =>
    numbers.reduce((result: number, sum: number) => result + sum, 0);

위와 같은 함수를 N차 고차 함수로 만들 때 R.curryN 함수를 사용하면 N 개의 매개변수를 가진 1차 함수를 N개의 커리 매개변수를 가지는 N차 고차 함수로 만들어 준다.

R.curryN(N, 함수)
//import { range } from "ramda";
import * as R from 'ramda'

const sum = (...numbers: number[]): number =>
    numbers.reduce((result: number, sum: number) => result + sum, 0);

const curriedSum = R.curryN(3, sum);

console.log(
    curriedSum(),          // [Function (anonymous)]
    curriedSum(1),         // [Function (anonymous)]
    curriedSum(1)(2),      // [Function (anonymous)]
    curriedSum(1)(2)(3)    // 6
)

3.7. 순수 함수

람다 라이브러리는 Typescript - 배열, 튜플3.1. 순수 함수 에서 설명한 순수 함수를 고려해서 설계되었다.
따라서 람다 라이브러리가 제공하는 함수들은 항상 입력 변수의 상태를 변화시키지 않고 새로운 값을 반환한다.

//import { range } from "ramda";
import * as R from 'ramda'

const originalArray: number[] = [1, 2, 3];

const resultArray: number[] = R.pipe(
    R.map(R.add(1))
)(originalArray);

console.log(originalArray, resultArray);    // [ 1, 2, 3 ] [ 2, 3, 4 ]

4. 배열에 담긴 수 다루기

4.1. 선언형 프로그래밍

함수형 프로그래밍은 선언형 프로그래밍 방식으로 코드를 작성하는데 선언형 프로그래밍에서 모든 입력 데이터는 보통 단순 데이터보다는 배열 형태를 주로 사용한다.

//import { range } from "ramda";
import * as R from 'ramda'

const value = 1;

const newValue = R.inc(value);      // 단순 데이터
console.log(newValue);  // 2

const newArray = R.pipe(
    R.map(R.inc)
)([value]);     // 배열
console.log(newArray);  // [2]

아래는 R.tap 디버깅 함수를 사용하여 배열의 전/후 값을 출력하는 예시이다.

// R.tap 디버깅 함수로 배열 전/후 값 출력

//import { range } from "ramda";
import * as R from 'ramda'

const numbers: number[] = R.range(1, 9+1);

const incNumbers = R.pipe(
    R.tap(a => console.log('before inc:', a)),  // "strictFunctionTypes": false, 이게 아니면 TS2769: No overload matches this call.   The last overload gave the following error. 오류 발생
    R.map(R.inc),
    R.tap(a => console.log('after inc:', a))
);

const newNumbers: number[] = incNumbers(numbers);

console.log(newNumbers);

/*before inc: [1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9]
after inc: [2, 3, 4,  5, 6,7, 8, 9, 10]
[2, 3, 4,  5, 6, 7, 8, 9, 10]*/

R.pipe 안에 R.tap 이 여러 번 들어갈 경우 tsconfig.json"strictFunctionTypes"false 로 설정해야 한다.
그렇지 않을 경우 아래와 같은 오류가 발생한다.

TS2769: No overload matches this call.   The last overload gave the following error. 오류 발생

또한 R.pipe 안에서는 console.log 문을 직접 사용할 수 없으므로 반드시 R.tap 함수를 사용해야 한다.
람다 라이브러리로 로직 구현시엔 이런 방식으로 디버깅을 한다.


4.2. 사칙 연산 함수

람다는 아래와 같은 사칙 연산 관련 함수들을 제공한다.

R.add(a: number)(b: number)
R.subtract(a: number)(b: number)
R.multiply(a: number)(b: number)
R.divide(a: number)(b: number)

R.incR.add(1) 이다.

import * as R from 'ramda'

// 포인트가 있는 함수 형태
const inc = (b: number): number => R.add(1)(b);
console.log(inc);   // [Function: inc]

// 포인트가 없는 함수 형태
const inc2 = R.add(1);
console.log(inc2);  // [Function: f1]

// R.map 에 포인트가 있는 형태로 사용
R.map((n: number) => inc(n));

// R.map 에 포인트가 없는 형태로 사용
R.map(inc);
R.map(R.add(1));

R.map((n: number) => inc(n))R.map(콜백 함수) 의 콜백 함수를 익명 함수로 구현한 것인데 inc 는 그 자체가 콜백 함수로 사용 가능하므로 R.map(inc) 처럼 간결하게 표현 가능하다.

import * as R from 'ramda'

const incNumbers = R.pipe(
    R.map(R.add(1)),    // 포인트가 없는 함수
    R.tap(a => console.log('after add(1): ', a))    // after add(1):  [2, 3, 4,  5, 6, 7, 8, 9, 10]
);
const newNumbers = incNumbers(R.range(1, 9+1));

R.map(R.add(1)) 를 보면서 포인트가 없는 함수와 콜백 함수를 익명 함수 형태로만 구현하는 것이 아니라는 것을 기억하자.


4.3. R.addIndex 함수

ramda ver. 0.27.1 에서 타입 정의가 잘못 되어있기 때문에 다루지 않는다.


4.4. R.flip 함수

R.add, R.multiply 와 달리 R.subtract, R.divide 는 매개 변수 순서에 따라 값이 달라진다.

예를 들어 아래와 같은 코드가 있다고 하자.

import * as R from 'ramda'

const subtract = a => b => a - b;
const subtractFrom10 = subtract(10);
console.log(subtractFrom10);    // [Function (anonymous)]

const newArray = R.pipe(
    R.map(subtractFrom10),      // (10 - value)
    R.tap(a => console.log(a))  // [9, 8, 7, 6, 5, 4, 3, 2, 1]

)(R.range(1, 9+1));

여기서 만일 아래처럼 동작하는 함수는 완전히 새로 만들어야 할까?

(a)(b) => b - a

람다는 R.flip 이라는 함수를 제공하는데 R.flip 은 2차 고차 함수의 매개 변수의 순서를 바꿔준다.

const reverseSubtract = R.flip(R.subtract);
import * as R from 'ramda'

const reverseSubtract = R.flip(R.subtract);
const reverseArray = R.pipe(
    R.map(reverseSubtract(10)),      // (value - 10)
    R.tap(a => console.log(a))  // [ -9, -8, -7, -6, -5, -4, -3, -2, -1 ]


)(R.range(1, 9+1));

4.5. 사칙 연산 함수들의 조합

우선순위가 떨어지는 관계로 추후 포스팅 예정입니다.위


4.6. 2차 방정식의 해 구현

우선순위가 떨어지는 관계로 추후 포스팅 예정입니다.


5. 서술자와 조건 연산

Array.filter 함수에서 사용되는 콜백 함수는 boolean 타입 값을 반환해야 한다.
함수형 프로그래밍에서 boolean 타입 값을 반환해 어떤 조건을 만족하는지를 판단하는 함수를 서술자 (predicate) 라고 한다.


5.1. R.lt, R.lte, R.gt, R.gte

아래는 수를 비교하여 true, false 를 반환하는 서술자들이다.

R.lt(a)(b): boolean     // a < b 이면 true
R.lte(a)(b): boolean    // a <= b 이면 true
R.gt(a)(b): boolean     // a > b 이면 true
R.gte(a)(b): boolean    // a <= b 이면 true

주로 R.filter 함수와 결합하여 포인트가 없는 함수 형태로 사용된다.

import * as R from 'ramda'

// 1. 3보다 같거나 큰 수만 필터링
R.pipe(
    R.filter(R.lte(3)),
    R.tap(n => console.log(n))  // [3, 4, 5,  6, 7, 8, 9, 10]
)(R.range(1, 10+1));

// 위 코드와 동일한 결과
R.pipe(
    R.filter(R.flip(R.gte)(3)),
    R.tap(n => console.log(n))  // [3, 4, 5,  6, 7, 8, 9, 10]
)(R.range(1, 10+1));


// 2. 7보다 작은 수만 필터링
R.pipe(
    R.filter(R.gt(7)),
    R.tap(n => console.log(n))  // [ 1, 2, 3, 4, 5, 6 ]
)(R.range(1, 10+1));


// 3. 3 <= x < 7 범위의 수만 필터링
R.pipe(
    R.filter(R.lte(3)),
    R.filter(R.gt(7)),
    R.tap(n => console.log(n))  // [ 3, 4, 5, 6 ]
)(R.range(1, 10+1));

5.2. R.allPass, R.anyPass 로직 함수

R.lt, R.gt 처럼 boolean 타입의 값을 반환하는 함수들은 R.allPassR.anyPass 로직 함수를 통해 결합이 가능하다.

R.allPass(서술자 배열)   // 배열의 조건을 모두 만족하면 true
R.anyPass(서술자 배열)   // 배열의 조건을 하나라도 만족하면 true

아래는 x 가 min <= x < max 일 때만 통과되는 예시이다.
5.1. R.lt, R.lte, R.gt, R.gte3. 3 <= x < 7 범위의 수만 필터링 이랑 같은 결과이지만 R.filter 를 한 번만 사용하여 동작 속도가 좀 더 빠르다.

import * as R from 'ramda'

// x 가 min <= x < max 일 때만 통과
type NumberToBooleanFunc = (n: number) => boolean;
const selectRange = (min: number, max: number): NumberToBooleanFunc =>
    R.allPass([
        R.lte(min),
        R.gt(max)
    ]);

R.pipe(
    R.filter(selectRange(3, 6+1)),
    R.tap(n => console.log(n))  // [ 3, 4, 5, 6 ]
)(R.range(1, 10+1));

5.3. R.not 함수

R.not 은 입력값이 true 이면 false 를 반환하고, false 이면 true 를 반환하는 함수이다.

import * as R from 'ramda'

// x 가 min <= x < max 일 때만 통과
type NumberToBooleanFunc = (n: number) => boolean;
const selectRange = (min: number, max: number): NumberToBooleanFunc =>
        R.allPass([
          R.lte(min),
          R.gt(max)
        ]);

const notRange = (min: number, max: number) =>
        R.pipe(
                selectRange(min, max),
                R.not,
                R.tap(n => console.log(n))  // true, true, false, false...
        );

R.pipe(
        R.filter(notRange(3, 6+1)),
        R.tap(n => console.log(n))  // [ 1, 2, 7, 8, 9, 10 ]
)(R.range(1, 10+1));

5.4. R.ifElse 함수

R.ifElse 함수는 세 가지 매개 변수를 포함한다.

  • 첫 번째 : true/false 를 반환하는 서술자
  • 두 번째 : 선택자가 true 를 반환할 때 실행할 함수
  • 세 번째 : 선택자가 false 를 반환할 때 실행할 함수
R.ifElse(
    조건 서술자, 
    true   실행할 함수,
    false   실행할 함수
)

아래는 1부터 10까지 수에서 중간값 6보다 작은 수는 1씩 감소시키고, 같거나 큰 수는 1씩 증가시키는 예시이다.

import * as R from 'ramda'

// 1부터 10까지 수에서 중간값 6보다 작은 수는 1씩 감소시키고,
//                           같거나 큰 수는 1씩 증가
const input: number[] = R.range(1, 10+1);
const halfValue: number = input[input.length / 2];

const subtractOrAdd = R.pipe(
    R.map(
        R.ifElse(
            R.lte(halfValue),   // x => half <= x
            R.inc,
            R.dec
        )
    ),
    R.tap(a => console.log(a))  // [0, 1, 2,  3,  4, 7, 8, 9, 10, 11]

)
const result = subtractOrAdd(input);

6. 문자열 다루기

6.1. R.trim, R.toLower, R.split

문자열 배열 = R.split(구분자)(문자열)
문자열 = R.join(구분자)(문자열 배열)
import * as R from 'ramda'

console.log(R.trim('\t hello \n')); // hello
console.log('\t hello \n');             //          hello

console.log(R.toUpper('Hello'));    // HELLO
console.log(R.toLower('Hello'));    // hello

const strSplit: string[] = R.split(' ')('Hello world, typescript~');
console.log(strSplit);  // [ 'Hello', 'world,', 'typescript~' ]

const strJoin: string = R.join(' ')(strSplit);
console.log(strJoin);   // Hello world, typescript~

6.2. toCamelCase 함수 만들기

타입스크립트(자바스크립트) 에서 문자열은 readonly 형태로만 사용이 가능하기 때문에 ‘hello’ 를 ‘Hello’ 로 가공하려면 일단 문자열을 배열로 전환해야 한다.

import * as R from 'ramda'

type StringToStringFunc = (string) => string;
const toCamelCase = (delim: string): StringToStringFunc => {
    const makeFirstToCapital = (word: string) => {
        const characters = word.split('');
        return characters.map((c, index) => index == 0 ? c.toUpperCase() : c).join('');
    }

    // R.map 의 콜백 함수에 index 매개변수 제공
    const indexedMap = R.addIndex(R.map);

    return R.pipe(
        R.trim,     // 앞 뒤 공백문자 제거
        R.split(delim),  // delim 문자열을 구분자로 배열로 전환
        R.map(R.toLower),   // 배열에 있는 모든 문자열을 소문자로 전환
        indexedMap((value: string, index: number) =>
            index > 0 ?
                // 두 번째 문자열부터 첫 문자만 대문자로 전환
                makeFirstToCapital(value)
                : value
        ),
        // @ts-ignore
        R.join('')  // 배열을 다시 문자열로 전환
    )
}

console.log(
    toCamelCase(' ')('Hello world'),        // helloWorld
    toCamelCase('_')('Hello_Assu_Jhlee')    // helloAssuJhlee
)

본 포스트는 전예홍 저자의 Do it! 타입스크립트 프로그래밍을 기반으로 스터디하며 정리한 내용들입니다.

참고 사이트 & 함께 보면 좋은 사이트






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