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C++ 함수형 프로그래밍 [C++과 함수형 프로그래밍 패러다임의 만남]

  • 원서명Hands-On Functional Programming with C++: An effective guide to writing accelerated functional code using C++17 and C++20 (ISBN 9781789807332)
  • 지은이알렉산드루 볼보아카(Alexandru Bolboaca)
  • 옮긴이최동훈
  • ISBN : 9791161756684
  • 30,000원
  • 2022년 09월 30일 펴냄
  • 페이퍼백 | 424쪽 | 188*235mm
  • 시리즈 : 프로그래밍 언어

판매처

YES24 교보문고 인터파크 알라딘 영풍문고

책 소개

소스 코드 파일은 여기에서 내려 받으실 수 있습니다.
https://github.com/AcornPublishing/functional-c

요약

C++를 다룰 줄 알지만 아직 함수형 프로그래밍에 대한 개념이 생소하거나, 본인의 C++ 코드에 함수형 프로그래밍을 적용하고 싶은 개발자를 위한 책이다. 함수형 프로그래밍의 개념부터, 이를 기본으로 하는 파셜 애플리케이션이나 커링과 같은 여러 가지 연산자들의 개념과 활용법을 소개한다. 또한 함수형 프로그래밍에서 매우 중요한 불변성에 대해서도 다룬다.

이 책에서 다루는 내용

◆ 함수형 프로그래밍의 기초
◆ 함수형 프로그래밍의 빌딩 블록의 이해를 통한 코드 구조화
◆ 함수형 프로그래밍과 객체지향 프로그래밍(OOP) 간의 설계 방식 차이
◆ C++에서 새로운 함수를 생성하는 커링의 개념 활용법
◆ 함수형 방식으로 디자인 패턴을 구현하는 기술
◆ 함수형 프로그래밍을 활용한 멀티스레딩 개념
◆ 함수형 구조 활용 시 메모리 소모 개선법

이 책의 대상 독자

이미 C++(언어 문법, STL 컨테이너, 템플릿 원소를 포함한)을 다뤄봤으나 도구상자에 도구를 더 많이 추가하고 싶은 프로그래머를 위한 책이다. 모든 아이디어를 명확하고 실용적인 방식으로 섬세하게 설명하고 있어 함수형 프로그래밍을 전혀 모르는 사람이 읽어도 이해할 수 있다.

이 책의 구성

1장, ‘함수형 프로그래밍 소개’에서는 함수형 프로그래밍의 기본적인 아이디어를 소개한다.
2장, ‘순수 함수 이해하기’에서는 함수형 프로그래밍의 기본적인 빌딩 블록과 불변성에 중점을 둔 함수와 C++에서 그것을 작성하는 방법을 가르쳐준다.
3장, ‘람다에 깊이 뛰어들기’에서는 람다와 C++에서 람다를 작성하는 방법에 초점을 맞춘다.
4장, ‘함수 합성 아이디어’에서는 고차원 연산자로 함수를 합성하는 방법을 살펴본다.
5장, ‘파셜 애플리케이션과 커링’에서는 2가지 함수의 기본 연산자인 파셜 애플리케이션과 커링을 C++에서 활용하는 방법을 가르쳐준다.
6장, ‘함수로 사고하기 - 데이터 입력에서 데이터 출력까지’에서는 함수 중심 설계를 적용해코드를 구성하는 다른 방식을 알려준다.
7장, ‘함수형 연산자로 중복 제거하기’에서는 반복 금지(DRY) 원칙을 전체적으로 살펴본다. 중복 코드의 종류와 코드 유사성을 살펴보고 합성, 파셜 애플리케이션, 커링 같은 함수형 연산자를 활용해 코드를 더 DRY하게 작성하는 방법을 소개한다.
8장, ‘클래스를 활용한 코드 응집도 개선하기’에서는 함수를 클래스로 진화시키는 방법과 클래스를 함수로 변환하는 방법을 보여준다.
9장, ‘함수형 프로그래밍의 테스트 주도 개발’에서는 함수형 프로그래밍으로 테스트 주도 개발(TDD)을 하는 방법과 불변성과 순수 함수로 테스트를 간결화하는 방법을 살펴본다.
10장, ‘퍼포먼스 최적화’에서는 메모이제이션, 꼬리 재귀 최적화, 병렬 수행을 포함한 함수 중심 설계 퍼포먼스를 최적화하는 특정 방법을 심도 있게 살펴본다.
11장, ‘특성 기반 테스트’에서는 함수형 프로그래밍이 신규 패러다임인 테스트 작성을 자동화하는 방법을 살펴본다. 이 테스트는 데이터 생성으로 예제 기반 테스트를 강화한다.
12장, ‘순수 함수로 리팩터링하기와 순수 함수를 통한 리팩터링하기’에서는 최소한의 위험을감수하면서 기존 코드를 순수 함수로 리팩터링한 후 클래스로 다시 되돌리는 방법을 설명한다. 몇 가지 함수형 디자인 패턴과 클래식 디자인 패턴도 살펴볼 것이다.
13장, ‘불변성과 아키텍처 - 이벤트 소싱’에서는 불변성이 데이터 저장소 수준으로 옮길 수 있다는 것을 설명한다. 이벤트 소싱을 활용하는 방법을 살펴보고 장점과 단점을 논의한다.
14장, ‘범위 라이브러리를 활용한 게으른 평가’에서는 경이로운 범위 라이브러리를 깊이 살펴보고 C++ 17과 C++ 20에서 이를 활용하는 방법을 보여준다.
15장, ‘STL의 현재와 미래’에서는 C++ 17 표준에 있는 STL의 함수형 관련 기능을 살펴보고 C++ 20에 추가된 몇 가지 흥미로운 기능을 살펴본다.
16장, ‘표준의 현재와 미래’에서는 함수형 프로그래밍의 기초적인 빌딩 블록과 C++ 17 표준에서 이것을 활용하기 위한 다양한 옵션을 개략적으로 살펴보면서 이 책을 마무리한다.

저자/역자 소개

지은이의 말

이 책은 오래된 아이디어 함수형 프로그래밍과 고전 프로그래밍 언어 C++ 둘을 결합한 것이다. 함수형 프로그래밍은 1950년 무렵부터 있었지만 수학적 기반 때문에 수년 동안 소프트웨어 개발 분야 주류의 관심을 끌기에는 한계가 있었다. 멀티코어 CPU와 빅데이터의 도래로 병렬화의 필요성과 프로그래밍 언어 설계자의 람다와 불변성에 대한 관심 덕분에 함수형 프로그래밍은 C#, 자바, PHP, 자바스크립트, 파이썬, 루비를 포함한 주요 프로그래밍 언어에 점점 더 많이 도입됐다. C++과 함수형 프로그래밍은 함수 포인터, 펑터, 특정 구조의 장점을 활용하게 해주는 STL 알고리듬 같은 기능과는 불가분의 관계다.
이 책에서는 초보자든 전문가든 함수형 프로그래밍 개념을 C++에서 활용하는 방법, 이것이 기존 코드 베이스를 관리하고 향상시키는 데 유용한 이유 역시 배울 것이다. 모든 아이디어를 간결한 코드 샘플과 유닛 테스트로 검증하는 것도 소개할 것이다. 이 샘플 코드로 직접 돌려보길 권한다.
학습 경험을 최적화하기 위해 모든 아이디어가 간결한 방식으로 이해 흐름을 따라가면서 표현되도록 각별히 노력했다. 그 과정에서 특정 구조 사용을 과장하기도 했다. 예를 들어 샘플 코드에 람다를 많이 사용한 것은 람다를 어떻게 사용하는지 보여주려는 것이다. 함수형 프로그래밍을 배우는 가장 좋은 방법은 람다 세상과 람다의 연산자에 온전히 뛰어드는 것이라고 믿는다. 이 접근법을 상용에서의 접근법과 분리해 생각하길 바란다. 사실 이 개념을 스스로 실험해본 후 상용코드에 맞는 개념을 적용해볼 것을 권한다. 이 목표를 달성하기 위해 함수에 연산자를 적용하는 다양한 방법을 적었다. 이 방법을 통해 다양한 컨텍스트에서 사용할 수 있는 충분한 도구를 갖추게 될 것이다.

지은이 소개

알렉산드루 볼보아카(Alexandru Bolboaca)

20년 동안 소프트웨어 개발업계에서 주니어 프로그래머에서 테크니컬 리더와 소프트웨어 아키텍트를 거쳐 테크니컬 코치와 트레이너가 됐다. 작업 방식과 테스트 접근법과 코드 개선에 경험이 풍부하다. 『Usable Software Design』(2016)과 『Coderetreat』(2016)를 썼다.

옮긴이의 말

C++는 과거에 가장 인기 있는 언어 중 하나였습니다. 하지만 하드웨어의 비약적인 성능 향상에 따라 상대적으로 퍼포먼스에 대한 중요도가 낮아지고 프로그래머의 생산성 중요도가 커지면서 시장에서 많은 관심을 잃은 상황입니다. 그러나 여전히 C++는 강력한 성능을 자랑하고 진화하고 있습니다. 컴퓨터 언어 패러다임들이 발전하면서 C++도 서서히 최근 언어들이 지향하는 가치들을 흡수하기 시작했습니다.
람다는 C++ 11에서 처음 등장했고 C++ 17에서는 map이 등장하여 C++로도 제법 손쉽게 함수형 프로그래밍을 즐길 수 있게 됐습니다. 함수형 프로그래밍은 병렬 처리에 아주 특화돼 있습니다. 멀티코어 CPU가 아닌 CPU를 찾아볼 수가 없고 앞서 이야기한 것처럼 C++는 아주 빠르게 동작하는 바이너리를 생성해내기 좋습니다. 설레지 않으신가요? C++과 함수형 프로그래밍이 만나면 무슨 일이 벌어질까요?
이 책은 함수형 프로그래밍에 대해 설명하고 이와 관련된 큼직한 주제들을 모두 다룹니다.이 책 한 권이면 C++로 함수형 프로그래밍을 전개하는 데 충분할 것이라 생각합니다. 역자로서 독자분들이 이 책을 읽고 함수형 프로그래밍의 강력함을 느끼고 현업에서도 유용하게 적용할 수 있길 희망합니다.

옮긴이 소개

최동훈

캐나다 밴쿠버 마스터카드에서 시니어 소프트웨어 엔지니어로 근무 중이다. 회사에서 일하는 시간이 즐거운 12년차 데브옵스 개발자로 데브옵스 문화를 추구한다.

목차

목차
  • 1부. C++의 함수형 빌딩 블록
  • 1장. 함수형 프로그래밍 소개
    • 기술적 요구사항
    • 함수형 프로그래밍 소개
    • 도처에 존재하는 함수형 프로그래밍의 구조
    • 구조화된 루프와 함수형 루프 비교
    • 불변성
    • OOP와 함수형 디자인 스타일 비교
    • 모듈 확장성과 중복 제거
    • 요약
    • 질문

  • 2장. 순수 함수 이해하기
    • 기술적 요구사항
    • 순수 함수란?
    • C++에서의 순수 함수
      • 인자가 없는 순수 함수
      • 하나 이상의 인자를 지닌 순수 함수
    • 순수 함수와 불변성
      • 불변성과 참조에 의한 전달
      • 불변성과 포인터
      • 불변성과 비클래스 함수
      • 불변성과 출력 파라미터
      • 정적 함수가 과연 정답일까?
      • 정적 함수의 대안
    • 순수 함수와 I/O
    • 요약
    • 질문

  • 3장. 람다 파헤치기
    • 기술적 요구사항
    • 람다란 무엇인가?
    • C++에서의 람다
      • 변수 캡처
      • 값에 의한 변수 캡처와 참조에 의한 변수 캡처
      • 다수 값 캡처
      • 포인터 값 캡처
    • 어떠한 캡처를 사용해야 할까?
      • 람다와 순수 함수
      • 람다 불변성과 값에 의한 인자 전달
      • 람다 불변성과 참조에 의한 인자 전달
      • 람다 불변성과 포인터 인자
      • 람다와 I/O
      • 람다 불변성과 값 캡처
        • 참조에 의해 캡처한 값의 불변성
        • 값에 의해 캡처한 포인터의 불변성
        • 참조에 의해 캡처한 포인터의 불변성
    • 람다와 클래스
      • 데이터 멤버를 람다로 활용하기
      • 정적 변수를 람다로 활용하기
      • 정적 함수를 람다로 변환하기
      • 람다와 커플링
    • 요약
    • 질문

  • 4장. 함수형 합성 아이디어
    • 기술적 요구사항
    • 함수형 합성이란?
      • 함수형 합성
      • C++에서의 함수형 합성 구현
      • 교환법칙이 성립하지 않는 함수형 합성
    • 복합적 함수 합성
      • 합성 함수 심층 구현
      • 다수의 인자를 가진 함수 분해
        • 곱의 결과 값 증가시키기
        • 증가시킨 후 곱하기
        • 함수의 합성과 분해에 대한 회고
    • 함수형 합성을 활용한 중복 제거
      • incrementResultOfMultiplication 일반화
      • multiplyIncrementedValues 일반화
    • 요약
    • 질문

  • 5장. 파셜 애플리케이션과 커링
    • 기술적 요구사항
    • 파셜 애플리케이션과 커링
      • 파셜 애플리케이션
      • C++에서의 파셜 애플리케이션
      • 클래스 메서드에서의 파셜 애플리케이션
      • 커링
        • 커링이란?
        • 커링과 파셜 애플리케이션
        • 다수의 인자를 가진 함수의 커링
    • 파셜 애플리케이션과 커링을 활용한 중복 제거
    • 요약
    • 질문

  • 2부. 함수로 설계하기
  • 6장. 함수형으로 사고하기 - 데이터 입력부터 데이터 출력까지
    • 기술적 요구사항
    • 입력 데이터가 함수에 들어와 출력 데이터로 나가기까지
      • 명령형 스타일 vs 함수형 스타일 동작 예제
      • 틱택토 결과
      • 입력과 출력
      • 출력 데이터
      • 입력 데이터
      • 데이터 변환
      • filledWithX를 위한 all_of 활용
      • map/transform 사용하기
      • transform 단순화하기
      • 좌표
      • 보드에서 줄 구하기 및 좌표 구하기
      • 보드에서 줄 구하기
      • 범위
      • 열 구하기
      • 대각선 구하기
      • 모든 줄, 열, 대각선 구하기
      • any_of를 활용한 X 승리 확인하기
      • reduce/accumulate를 활용한 보드 표시하기
      • find_if를 활용한 승리 상세 내역 표시하기
      • 솔루션 완성하기
      • ○ 승리 확인하기
      • none_of를 활용한 무승부 확인하기
      • 게임 진행 중 확인하기
      • 옵셔널 타입을 활용한 에러 관리
    • 요약

  • 7장. 함수형 연산자를 활용한 중복 제거
    • 기술적 요구사항
    • 함수형 연산자를 활용한 중복 제거
      • DRY 원칙
      • 중복과 유사성
      • 파셜 애플리케이션을 활용한 파라미터 유사성 정리하기
      • 다른 함수의 출력으로 함수를 호출하는 유사성을 함수형 합성으로 대체하기
      • 고차원 함수를 활용한 구조적 유사성 제거하기
      • 고차원 함수를 활용해 숨은 루프 제거하기
    • 요약

  • 8장. 클래스를 활용해 응집도 향상시키기
    • 기술적 요구사항
    • 클래스를 활용해 응집도 향상시키기
      • 함수형 관점에서의 클래스
    • OOP와 함수형 동치
      • 고응집성 원칙
      • 응집 함수를 클래스로 묶기
      • 클래스를 순수 함수로 쪼개기
    • 요약

  • 9장. 함수형 프로그래밍의 테스트 주도 개발
    • 기술적 요구사항
    • 함수형 프로그래밍에서의 TDD
      • 순수 함수를 위한 유닛 테스트
      • TDD 주기
    • 예시 - TDD를 활용해 순수 함수 설계하기
      • 포커 패 문제
        • 요구사항
        • 1단계 - 생각하기
        • 예제
        • 첫 번째 테스트
        • 첫 번째 테스트 통과하기
        • 리팩터링
        • 다시 한 번 생각하기
        • 더 많은 테스트
        • 두 번째 테스트
        • 테스트 통과하기
        • 리팩터링
        • 생각하기
        • 다음 테스트 - 단순 스트레이트 플러시
        • 테스트 통과하기
        • 더 진행하기
        • isStraightFlush 구현하기
        • 스트레이트 플러시 확인을 comparePokerHands와 연결하기
        • 두 스트레이트 플러시 비교하기
        • 생각하기
        • 두 스트레이트 플러시 비교하기(계속)
    • 요약

  • 3부. 함수형 프로그래밍의 장점 활용하기
  • 10장. 퍼포먼스 최적화
    • 기술적 요구사항
    • 퍼포먼스 최적화
      • 퍼포먼스 전달 과정
        • 측정치와 측정법을 포함한 퍼포먼스의 명확한 목표 정의하기
        • 퍼포먼스용 몇 가지 코딩 가이드라인 정의하기와 코드의 특정 부분에
        • 가이드라인을 명확히 유지하고 재단하기
        • 코드가 동작하도록 만들기
        • 필요한 곳을 측정해 퍼포먼스 향상시키기
        • 모니터링 및 개선
    • 병렬론 - 불변성의 장점 활용하기
    • 메모이제이션
      • 메모이제이션 구현하기
      • 메모이제이션 활용하기
    • 꼬리 재귀 최적화
      • 완전 최적화한 호출
      • If와 삼항 연산자 비교
      • 이중 재귀
    • 비동기 코드를 통한 실행 시간 최적화하기
      • 퓨처
      • 함수형 비동기 코드
      • 리액티브 프로그래밍 맛보기
    • 메모리 사용 최적화하기
      • 단순 루프 메모리 측정하기
      • 인플레이스 transform의 메모리 측정하기
      • 무브 반복자를 활용한 transform
      • 솔루션 비교하기
      • 불변형 데이터 구조
    • 요약

  • 11장. 특성 기반 테스트
    • 기술적 요구사항
    • 특성 기반 테스트
      • 예제 기반 테스트와 특성 기반 테스트 비교
    • 생성기
    • 테스트에 특성 넣기
      • 00이 정의되지 않음이 되는 특성
      • 0[1 . maxInt]이 0이 되는 특성
      • [1.maxInt]0이 1이 되는 특성
      • [0 . maxInt]의 어떤 값에 1제곱을 하면 그 값이 나오는 특성
      • 특성: xy = xy-1 * x
      • 결론
    • 예제로부터 데이터 주도 테스트와 특성까지
    • 좋은 특성, 나쁜 특성
      • 구현에 관한 몇 가지 조언
    • 요약

  • 12장. 순수 함수로 리팩터링하기와 순수 함수를 통한 리팩터링하기
    • 기술적 요구사항
    • 순수 함수로 리팩터링하기와 순수 함수를 통한 리팩터링하기
      • 리팩터링이란?
      • 레거시 코드의 딜레마
      • 종속성과 변경
      • 순수 함수와 프로그램의 구조
      • 컴파일러와 순수 함수를 활용한 종속성 식별
      • 레거시 코드를 람다로 변환하기
      • 람다 리팩터링하기
      • 람다에서 클래스로 변환하기
      • 리팩터링 메서드 요점
    • 디자인 패턴
      • 함수형 스타일 전략 패턴
      • 함수형 스타일 명령 패턴
      • 함수로 의존성 주입
    • 순수 함수형 디자인 패턴
      • 상태 유지하기
      • 밝혀지는 진실
      • Maybe
      • 그렇다면 모나드는 무엇인가?
    • 요약

  • 13장. 불변성과 아키텍처 - 이벤트 소싱
    • 기술적 요구사항
    • 불변성과 아키텍처 - 이벤트 소싱
    • 아키텍처에 불변성 적용하기
      • 이벤트 소싱의 장점
      • 이벤트 소싱의 단점과 함정
        • 이벤트 스키마 변경
        • 과거 데이터 삭제
    • 구현 예제
      • 데이터를 어떻게 가져올 것인가?
      • 참조 무결성은 어떻게 해결하는가?
    • 요약

  • 4부. C++의 함수형 프로그래밍의 현재와 미래
  • 14장. 범위 라이브러리를 활용한 게으른 평가
    • 기술적 요구사항
    • 범위 라이브러리 개괄
    • 게으른 평가
    • 범위 라이브러리를 활용한 게으른 평가
    • 액션으로 변형 가능한 변경
    • 무한 수열과 데이터 생성
      • 문자열 생성하기
    • 요약

  • 15장. STL의 현재와 미래
    • 기술적 요구사항
    • functional 헤더
    • algorithm 헤더
      • 컬렉션의 각 객체에서 특성 하나 꺼내오기
      • 조건 계산하기
      • 표시나 연속이 가능한 포맷으로 변환하기
    • numeric 헤더 - accumulate
      • 쇼핑 카트에 세금이 포함된 총가격 계산하기
      • 리스트를 JSON으로 변환하기
    • algorithm으로 돌아가기 - findif와 copyif
    • optional과 variant
    • C++ 20과 범위 라이브러리
    • 요약

  • 16장. 표준 언어의 현재와 미래
    • 기술적 요구사항
    • 표준 언어의 현재와 미래
      • 순수 함수
      • 람다
      • 파셜 애플리케이션과 커링
      • 함수형 합성

도서 오류 신고

도서 오류 신고

에이콘출판사에 관심을 가져 주셔서 고맙습니다. 도서의 오탈자 정보를 알려주시면 다음 개정판 인쇄 시 반영하겠습니다.

오탈자 정보는 다음과 같이 입력해 주시면 됩니다.

(예시) p.100 아래에서 3행 : '몇일'동안 -> 며칠동안

정오표

정오표

[p.27 : 마지막 행]
http://www.acornpub.co.kr/book/ functional-c
→
http://www.acornpub.co.kr/book/functional-c

[p.115 : 12행]
TEST_CASE("Adds two numbers to 10"){
  auto addTwoNumbersTo = bind(addThree, 10, _1, _2);
  CHECK_EQ(42, addTo10Plus20(12));
}
→
TEST_CASE("Adds two numbers to 10"){
  auto addTwoNumbersTo10 = bind(addThree, 10, _1, _2);
  CHECK_EQ(42, addTwoNumbersTo10(20, 12));
}

[p.119 : 2행]
첫 번째 파라미터와 어떤 람다를 반환하는 람다를 통과할 수 있고 이 어떤 람다는 첫 번째 파라미터를 캡처하고 첫 번째, 두 번째 원본 인자를 사용하는 람다를 반환하는 람다를 반환할 수 있다.
→
첫 번째 파라미터를 전달 받아서, 첫 번째 파라미터를 캡처하고 첫 번째와 두 번째 파라미터를 모두 사용하는 람다를 반환하는 함수를 만들 수 있다.

[p. 122 : 8행]
bind(bind(boid(addThree, ?, ?, _1), ?, _1), _1)
→
bind(bind(bind(addThree, ?, ?, _1), ?, _1), _1)

[ p.140: 7행 ]
첫 번째 열은 좌표에서 [1, 0], [1, 1], [2, 1]이고
→
첫 번째 열은 좌표에서 [0, 0], [1, 0], [2, 0]이고

[ p.140: 아래에서 3행 ]
all_of는 불린형을 반환하는 컬렉션과 함수(술어 논리라고도 부른다)가 주어졌을 때 컬렉션의 모든 원소에 술어 논리를 적용한 결과에 논리적 AND를 반환한다.
→
all_of는 불린형을 반환하는 함수(술어 논리라고도 부른다)와 컬렉션이 주어졌을 때 컬렉션의 모든 원소에 술어 논리를 적용한 결과에 논리적 AND 연산 결과를 반환한다.

[ p.180: 위쪽 코드 ]
if(xWins())
→
if(xWinsOnBoard())

if(oWins())
→
if(oWinsOnBoard())

[ p.180: 아래쪽 코드 ]
  vector<pair<functions<boo()>, Result>> rules = {
    {xWins, XWins},
    {oWins, OWins},
→
  vector<pair<functions<boo()>, Result>> rules = {
    {xWinsOnBoard, XWins},
    {oWinsOnBoard, OWins},