[iOS] Dive in Closure

Dive in Closure

본 문서에서는 알다가도 모르겠는 Closure에 대하여 확실히 알아보도록 한다.

클로저란

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우리는 함수를 정의할떄 func 이라는 키워드를 이용해 정의해왔다.

클로저는 함수와 동일한 기능을 하되, func키워드와 함수명이 없는 함수이다.

흔히들 익명함수라고 부르기도 한다.

클로저의 기본 문법에 대해 먼저 살펴보도록 하자.

{ (parameters) -> Return Type in 
    body
}

() 사이에 인자를 받고 ->를 통해 반환 타입을 명시한다.

이후 in 키워드 뒤에 나오는 부분이 실행할 코드를 기재하는 클로저의 몸체 부분이다.

Func vs Closure

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함수와 클로저의 차이점에 대해 간단히 살펴보도록 한다.

Function

• func 키워드를 통해 정의한다.
• 이름을 갖는다.
• in 키워드가 존재하지 않는다.

Closure

• func 키워드가 존재하지 않는다.
• 이름을 갖지 않는다.
• in 키워드를 통해 인자 & 반환타입과 몸체를 분리한다.

클로저는 iOS 개발시 상당히 많은 부분에서 응용되어 사용된다.

가독성이 좋기에 다양한 축약형이 존재한다.

간단히 축약형들에 대하여 살펴보도록 한다.

1. return 키워드 생략

var Hello = { (name: String) in return "Hello \(name)"}

var Hello = { (name: String) in "Hello \(name)"}

인자를 전달받으면 해당 Hello (인자)를 출력하는 클로저이다.

첫번째 코드에는 return 키워드가 사용되었으나 두번째 코드에서는 return 문이 생략되었다.

이렇듯, 클로저에서는 return 키워드를 생략할 수 있다.

2. 매개변수 타입 생략

var Hello: (String) -> String = {"Hello \($0)"}

변수의 타입을 명시해주면 매개변수의 타입 또한 생략이 가능하다.

클로저는 다양한 용도로 사용된다.

그 중 대표적인 용도가 전달인자로서의 사용이다.

전달인자로서의 사용

let add: (Int, Int) -> Int = add = {$0 + $1}
let sub: (Int, Int) -> Int = sub = {$0 - $1}
let div: (Int, Int) -> Int = div = {$0 / $1}
let mul: (Int, Int) -> Int = mul = {$0 * $1}

func calc(a:Int, b:Int method:(Int, Int) -> Int) -> Int {
    return method(a,b)
}

print(calc(a:4, b:2, method:add)) // 6
print(calc(a:4, b:2, method:sub)) // 2

위와 같이 클로저는 함수의 전달인자로 사용될 수 있다.

후행 클로저

만일, 클로저가 함수의 마지막 전달인자이거나 전달인자가 클로저 하나 뿐이면 전달인자로 넘기지 않고 이를 함수 호출후 중괄호를 통해 클로저를 구현하여 인자 전달이 가능하다. 이를 후행 클로저라고 부른다.

result = calculate(a:3, b:2) { (left:Int, right:Int) -> Int in
    return left + right
}

// 위 코드는 아래와 같이 축약이 가능하다.

result = calculate(a:3, b:2) {$0 + $1}

이렇게 간단히 클로저의 기본 문법과 축약형에 대해 알아보았다.

이제는 보다 심화된 내용에 대하여 정리해보도록 한다.

Closure 는 Reference Type

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기본적으로 클로저는 Reference Type이다.

앞서 우리는 클래스와 구조체는 각각 Reference Type & Value Type 이라고 배웠던 기억이 있다.

맞다, 클래스를 공부할적에 배웠던 Reference Type과 동일한 의미다.

즉, Call By Reference 방식으로 객체를 가리키고 있는 메모리의 주소값을 복사해오는 방식이다.

매개변수로 클로저에서 사용되는 매개변수는 값을 복사하는게 아니라 해당 값을 참조하여 사용하게 된다.

말로 표현하니 필자 또한 잘 와닿지가 않는다..

코드로 표현해보자!

var a:Int = 1
var b:Int = 0

var closure = {print(a,b)}

closure()       // 1, 0

a = 0
b - 1

closure()       // 0, 1

위와 같이 클로저 내부의 a,b는 외부의 a,b값을 CBV 방식으로 참조하여 가져온다.

이러한 방식으로 값을 참조하게 된다면 외부에서 값이 변경되면 참조하고 있는 값 또한 즉각 변경된다.

꼭 명심하자, 클로저는 기본적으로 Reference Type이다!

Capture List

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이것 또한 너~무나도 중요하다...!

예시 코드나 오픈소스들을 살펴보면 CaptureList가 상당히 많이 쓰였다!

Capture List 라는 합성어는 이름 그대로 정보를 캡처해버리는것을 의미한다.

아래 예시 코드를 살펴보도록 하자!

var index = 0
var closureArr: [() -> ()] = []

for _ in 1...5 {
    closureArr.append({print(index)})
    index += 1
}

for i in 0..<closureArr.count {
    closureArr[i]()
}

위 코드의 예상 아웃풋을 곰곰히 생각해보자!

위 코드의 아웃풋은 0, 1, 2, 3, 4 가 아닌 5, 5, 5, 5, 5 다.

왜냐하면 closureArr.append()에서 변수 index가 루프를 돌면서 최종 5가 되는데, 클로저는 변경된 index값 5를 참조하기 때문이다.

이러한 예상치 못한 결과를 방지하고자 사용하는 것이 Capture List이다.

var index = 0
var clousreArr:[() -> ()] = []

for _ in 1...5 {
    closureArr.append({[index] in print(index)})
    index += 1
}

for i in 0..<closureArr.count {
    closureArr[i]()
}

위 코드의 결과값은 0, 1, 2, 3, 4다.

이전 코드와 다른점은 클로저 내부에 참조 변수 index를 [index]로 표기한 것이다.

이렇게 참조하고자 할 변수에 대괄호를 붙여주는 것이 캡처 리스트를 사용하겠다는 명시를 의미한다.

캡처 리스트를 사용시, 캡처 시점은 클로저가 생성될 때 캡처를 진행한다.

즉, index가 참조하고 있는 값을 캡처하고 클로저 내부에 저장하여 값에 접근하겠다는 의미이다.

더욱 간단한 예시를 통해 확실한 이해를 돕자!

var c = 0
var d = 0

let smartClosure: () -> () = { _ in print(c,d)}

smartClosure()      // 0, 0

c = 6
d = 9

let smartClosure: () -> () = { [c,d] in print(c,d)} 

smartClosure()

위와 같은 코드가 있다고 가정해보자.

위 코드에서 마지막으로 호출한 클로저의 결과값은 0,0 이다.

in 키워드 앞에 []를 통해 변수를 감싸주면 클로저는 더이상 기존 변수를 참조하지 않는다!

대신 클로저는 이를 복사하여 클로저 내에 자체 복사본을 만들어 사용한다!

결과적으로, 기존 변수의 값이 변경되더라도, 클로저는 더이상 참조하지 않기 때문에 전혀 상관하지 않는 독립군이다.

단, 캡처 리스트 내 명시된 요소가 참조 타입이 아닌 경우에만 클로저가 생설될 떄 캡처를 진행한다.

만일 참조 타입이라면 클로저가 호출될 때 캡처를 진행한다.

참고자료

• https://blog.bobthedeveloper.io/swift-capture-list-in-closures-e28282c71b95

요약

• 클로저는 func, 이름이 없는 익명 함수다.
• 다양한 축약형이 존재한다.
• 기본적으로 클로저는 Reference Type이다.
• 캡처 리스트는 참조하고 있는 값을 클로저 실행시 캡처하여 사용하고자 할 때 사용하는 기능이다.