Type Driven Code 의 기본 원리

Fundamentals of type-driven code

타입 주도 코드의 기본 원리

원문 Part 1 Fundamentals of type-driven code

타입 주도 코드의 기본 원리

타입 주도 코드에 대한 직관을 개발하려면 익숙한 것에서 시작해야 합니다.
Swift 프로그래머로서 이 코드를 문제가 있다고 즉시 인식할 수 있을 것입니다.

func main(number: Int?) {
  if number != nil {
    print("double:", 2 * number!) // 요기서 강제 언래핑
  } 
}

이 코드의 문제는 무엇일까요? 맞습니다, 여기서는 if let 옵셔널 언래핑 구문을 사용해야 합니다. 하지만 그 전에 이 코드를 면밀히 검토해 봅시다.
이 코드가 정확히 왜 문제가 될까요? 옵셔널 값을 강제로 언래핑해야 했기 때문입니다.
하지만 정말 그렇게 큰 문제일까요?
이 구문은 Swift답지 않지만, 논리는 완벽히 타당하고 안전합니다.
왜냐하면 number가 nil이 아님을 확인한 후에 접근하기 때문입니다.
우리는 Objective-C에서도 오랫동안 비슷한 코드를 작성해 왔습니다!
문제는 강제 언래핑 자체가 아니라, nil 체크 후에도 강제 언래핑을 해야 하는 이유 입니다.
기본 문제를 더 명확히 하기 위해 지역성을 깨고 옵셔널 인자를 받는 외부 함수를 소개해 봅시다:

// Main.swift
func main(number: Int?) {
  if number != nil {
    save(number)		 
  }
}

// Save.swift
func save(_ number: Int?) {
  // ⚠️ We don't know 
  // if number is nil or not,
  // we must check ourselves!
if number != nil {
  UserDefaults.standard.set(
    number!, 
    foKey: "num"
  ) 
} else {
    print("Err: We don't want to store nils")
  }
}

통찰 💡: 이 코드의 근본적인 문제는 정보 손실 입니다. number가 nil이 아님을 확인하고 main의 if 문을 벗어나는 순간, 이 정보를 버리게 됩니다. 그리고 나중에 save 함수에서 다시 확인해야 합니다. 왜냐하면 main이 이미 수행한 확인에 대한 정보가 없기 때문입니다.

우리는 number가 nil이 아님을 나타내는 정보를 유지하고 이를 앞으로 전달하고자 합니다.
그래서 number를 언랩하여 선택적이지 않은 값을 다음 함수에 전달함으로써 반복적인 확인의 필요성을 없앱니다.

func main(number: Int?) {
  if let number = number {
    save(number)
  }
}

func save(_ num: Int) {
  UserDefaults.standard.set(number, forKey: "num") 
}

물론 이걸 보여드리는 건 선택적 언래핑(optional unwrapping ) 과 non-optional types을 상기시키기 위해서만은 아닙니다
이 코드는 모든 Swift 프로그래머가 즉시 인식하고 수정할 수 있는 정보 손실의 예입니다.
그러나 이는 우리가 if let 구문을 선택적 값에 사용하도록 조건화되었기 때문입니다.
동시에, 많은 Swift 프로그래머들은 화려한 구문 지원이 없는 타입을 다룰 때 다른 정보 손실의 사례를 인식하지 못합니다.
두 번째 예제를 고려해 봅시다.

func main(numbers: [Int]) {
  guard !numbers.isEmpty else {
    print("No numbers, sad")
    return
  }
  print("Cool numbers:", numbers)
}

이 코드는 전혀 문제가 없고 Swift답습니다.
강제 언래핑 같은 의심스러운 것이 없으며, Swift 프로그래머의 머릿속에 경고를 울릴 만한 것도 없습니다.
그러나 이 코드는 이전 것과 동일한 종류의 정보 손실을 가지고 있습니다.
외부 함수의 도움으로 다시 이를 드러낼 수 있습니다

// Main.swift
func main(numbers: [Int]) {
  if !numbers.isEmpty {
    save(numbers)			 
  } else {
    print("No numbers, nothing to save...")
  }
}

// Save.swift
func save(_ numbers: [Int]) {
  // ⚠️ We don't know 
  // if numbers are empty or not,
  // and must check ourselves!
	if !numbers.isEmpty {
	  UserDefaults.standard.set(numbers, forKey: "numbers")
	} else {
	  print("No numbers, nothing to save...")
	}
}

배열이 비어 있지 않다는 것을 쉽게 기억할 수 있게 해주는 멋진 내장 구문이 없기 때문에,
프로그래머들이 이러한 불편함을 무시하고 저품질의 코드를 확산시키는 경우가 매우 흔합니다.
이 예에서 정보 손실을 방지하기 위해, 배열의 첫 번째 요소를 명시적으로 캡처하여 비어 있지 않다는 증거로 삼고 다음 함수로 전달해야 합니다

func main(numbers: [Int]) {
  guard let first = numbers.first else { 
    print("No numbers, skipping...")
    return
  }
  let remaining = Array(numbers.dropFirst()) 
    save(first, remaining)	 
  }

func save(
  _ first: Int,
_ remaining: [Int]
) {
  UserDefaults.standard.set(
    CollectionOfOne(first) + remaining, 
    forKey: "numbers"
  )
}

이제 isEmpty 검사를 반복할 필요가 없습니다.
물론, 이렇게 모든 곳에서 배열을 구조 분해하고 재구성하는 것은 완전한 번거로움이기 때문에,
우리는 이 과정을 NonEmptyArray 타입 내에 캡슐화할 수 있습니다:

struct NonEmptyArray<Element> {
  var first: Element
  var remaining: [Element]
  
  var arrayValue: [Element] { 
    CollectionOfOne(first) + remaining
  }
  
  init?(_ arrayValue: [Element]) {
    guard let first = arrayValue.first else {
      return nil
    }
    self.first = first
    remaining = Array(arrayValue.dropFirst())
  }
}

NonEmptyArray 타입은 내부 구조를 활용해 비어있지 않다는 증거를 타입에 담습니다..
이 기술에 대한 자세한 내용은 제 기사 'Greater type safety with Structural Typing in Swift. 에서 배울 수 있습니다.
코드를 업데이트합시다:

func main(numbers: [Int]) {
  guard let nonEmptyNumbers = NonEmptyArray(numbers) else { 
  print("No numbers, skipping...")
  return
} 
  save(nonEmptyNumbers)	 
}

func save(_ numbers: NonEmptyArray<Int>) {
  UserDefaults.standard.set(
    numbers.arrayValue, 
    forKey: "numbers"
  )
}

통찰💡: 정보의 보존과 전파를 위해 타입을 사용하세요. 예를 들어, 검증의 증거와 도메인 특화 불변성을 포함합니다

Haskell, PureScript, Elm과 같은 언어는 표준 라이브러리에서 NonEmpty 컬렉션 타입을 제공.
이는 정말로 필수적이며, 이 시리즈를 다 읽고 나면 코드베이스 전반에서 비어 있지 않은 배열의 사용 사례를 발견하게 될 것입니다.
Swift를 위해서는 Point-Free의 검증된 오픈 소스 라이브러리인 swift-nonempty. 를 추천합니다

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