[💬] [좆문가] 클로져 = 변수에 저장되는 스코프

스코프는 변수가 살아있는, 혹은 변수에 접근 가능한 범위임.

#include <stdio.h>

int Func() { // 스코프1 시작(C, C++은 중괄호로 스코프를 구분함)

int a = 1;

{ // 스코프2 시작

int a = 2;

printf("스코프2에 있는 변수 a의 값은 %d", a);

} // 스코프2 끝

printf("스코프1에 있는 변수 a의 값은 %d", a);

} // 스코프1 끝

// Output:

// 스코프2에 있는 변수 a의 값은 is 2

// 스코프1에 있는 변수 a의 값은 is 1

// <- 스코프2에서 선언된 변수는 스코프2에서만 접근 가능

// <- 안에 있는 스코프2에서 밖에있는 스코프1에 접근할 수 있음(위의 예시에서는 걍 귀찮아서 안보여줌)

함수는 원래 상태가 없음. 걍 인풋 받으면 아웃풋 내뱉는게 함수임.

그래서 이런 절차형 언어의 평범한 함수들은 내부에 static 변수(꼼수)를 선언하지 않는 이상 상태를 가지지 않음.

상태를 가지지 않기 때문에 변수에 할당할 생각조차 안함(상태가 없으면.. 상태를 저장할 메모리도 필요없으니까)

실제로 C에서는 함수를 가르키는 function포인터같은건 있어도 함수 그 자체를 저장하는 변수는 존재하지않음.

근데 함수를 변수처럼 취급하면 존나 편리하다는걸 깨닫고 결국엔 modern C++, C#으로 넘어오면서 functor, lambda같은 syntactic sugar를 제공하게됨...

(이게 왜 syntatic sugar냐면 결국 함수가 변수에 저장이 안되니까 그 함수 딱 하나를 갖는 class를 임시로 만들어서 저장하는 식으로 처리함)

근데 함수가 일급객체면, 즉 변수처럼 취급할 수 있게 되면 함수가 그냥 변수 선언 하듯이 함수 중간에 뿅 하고 선언될 수 있음.

그러면 스코프를 어떻게 처리해야할까??

이건 언어마다 접근 방식이 다 다름. 예를들어 다음은 자바스크립트 Closure를 이용해서 간단하게 펙토리얼을 구현한 예시임.

// Closure를 이용한 팩토리얼 함수

let FactorialGenerator = function() { // 스코프1

let f = 0;

return function() { // 스코프2

if(f == 0) // 여기서 스코프1에있는 f에 접근을 할 수 있을까? ok

f = 1; // 스코프1에 있는 f를 수정할 수도 있을까? ok

else

f *= f+1;

return f;

};

}

let facto = FactorialGenerator();

console.log(facto()); // 1

console.log(facto()); // 2

console.log(facto()); // 6

let facto2 = FactorialGenerator();

console.log(facto2()); // 1

console.log(facto2()); // 2

console.log(facto2()); // 6

자바스크립트는 함수 자신이 포함된 바깥 스코프에 접근할 수 있음. 수정도 할 수 있음!

근데 여기서 좀 애매한 상황이 발생함.

변수란 놈은 원래 함수가 리턴 해주면 함수 스코프 밖으로 빠져나갈수 있는 놈임.

그럼 변수화 된 함수를 다른 함수가 리턴하면 리턴된 함수가 접근하던 스코프는 어떻게 처리해야할까?

변수화 된 함수가 접근하고 다루던 스코프가 파괴되버리면 해당 스코프를 참조하던 함수가 기능을 읽거나 unsafe 하게 될 수도 있음.

이걸 해결할 합리적인 방법 중 하나는 변수화된 함수를 감싸고 있는 스코프의 스냅샷을 같이 변수에 저장하는 것!

그래서 위와같이 마치 함수가 상태를 가지는 것 같은 효과를 낼 수 있게됨. 이렇듯 변수에 함께 저장되는 스코프를 클로져라고 함.

한편 파이썬은?

def Test(): # 스코프1

x = 1

def PrintX(): # 스코프2

print("스코프2에서의 x의 값:", x) # 바깥 스코프에 있는 x를 읽어올 수 있을까? ok!

def ModifyX(): # 스코프3

x = 2 # 스코프1에 있는 x를 수정할 수는 있을까? No!

print("스코프3에서의 x의 값(수정됨):", x)

PrintX() # 1

ModifyX() # 2

print("스코프1 에서의 x의 값(스코프2에서 2로 수정됨):", x) # 1

Test()

# Output:

# 스코프2에서의 x의 값: 1

# 스코프3에서의 x의 값(수정됨): 2

# 스코프1에서의 x의 값(스코프2에서 2로 수정됨): 1

# <- 스코프 안에서 스코프 밖에 있는 변수를 수정하려했지만

# <- 해당 변수와 똑같은 이름의 지역번수가 선언이 되어버리고

# <- 스코프 밖에 있는 변수는 수정할 수 없었음!(unmutable)

파이썬은 Closure 내의 변수를 읽어올수는 있지만 자바스크립트와는 다르게 수정할 수는 없음!

위에서 스코프 밖에 있는 x를 수정하려고 하는 순간 closure는 해제되고 해당 statement는 그냥 지역변수 x를 선언하고 2로 초기화 시키는 statement로 변형되게됨.

(ModifyX 함수 내에 있는 x = 2는 x에 2를 대입하는 statement가 아니라, 해당 스코프 내에 x라는 로컬 변수를 생성하고 2로 초기화 하라는 statement임)

이렇듯 언어마다 스코프를 다루는 방식이 다 다르고 모두 각각의 장단점이 있음.

자바스크립트는 존나 나이브한 언어이기 때문에 무한한 자유도를 주는 대신 온갖 종류의 사이드 이펙트와 천정부지로 치솟는 복잡도, 디버깅의 어려움을 감당해야함.

파이썬은 본디 심플함, 아름다움을 내새우는 언어(Zen of python!)라 아예 자기 스코프 밖의 변수를 수정할 수 없도록 해서 깨끗하고 의존성 적은 프로그램을 짜도록 강제함.

그럼 파이썬에서는 어떻게 자바스크립트 같은 Closure를 구현할까?

def FactorialGenerator():

def Factorial():

if Factorial.f == 0:

Factorial.f = 1

else:

Factorial.f *= Factorial.f + 1

return Factorial.f

Factorial.f = 0

return Factorial

f = FactorialGenerator()

print(f()) # 1

print(f()) # 2

print(f()) # 6

f2 = FactorialGenerator()

print(f2()) # 1

print(f2()) # 2

print(f2()) # 6

파이썬의 함수는 객체임. 파이썬에서는 객체에 아무 때나 프로퍼티를 추가하거나 수정할 수 있음. 즉, 파이썬의 함수는 걍 객체라서 진짜로 객체처럼 상태를 가질 수 있음!

사실 이렇게 함수에 추가된 프로퍼티를 Closure라고 할 수 있는지는 확신이 좀 안감. 아마 내 생각엔 Closure라고 안부르는거 같음.

참고로 자바스크립트의 함수도 파이썬처럼 객체이고 프로퍼티를 동적으로 추가할 수 있기때문에 위 파이썬처럼 똑같이 구현할 수도 있음. 이렇게 런타임에서 객체를 수정할 수 있는 점이 바로 스크립트 언어의 장점인 듯 함.

[💬] [좆문가] 클로져 = 변수에 저장되는 스코프

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