람다 표현식 사용하기

CHOI·2021년 12월 31일
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지금까지는 def 로 함수를 정의했었다. 이번에는 람다 표현식으로 익명의 함수를 만드는 법에 대해서 알아보자.

람다 표현식은 식으로 되어 있다고 하여 람다 표현식(lambda expression)이라고 한다. 특히 람다 표현식은 식을 간단하게 작성할 수 있어서 다른 함수의 인자로 넣을 때 주로 사용한다.

1. 람다 표현식으로 함수 만들기

먼저 숫자를 받으면 10을 더해서 리턴하는 함수를 만들어보자

>>> def plus_ten(x):
...     return x + 10
...
>>> plus_ten(1)
11

매우 간단하게 함수를 위와 같이 만들 수 있다. 그러면 이제 이 함수를 람다 표현식으로 만들어보자.

람다 표현식은 다음과 같이 람다에 변수를 지정하고 : 콜론 뒤에 반환값으로 사용할 식을 지정한다.

  • lambda 매개변수들 : 식
>>> lambda x: x + 10
<function <lambda> at 0x02C27270>

실행해보면 함수 객체가 나오는데 이 상태로는 사용할 수 없다. 왜냐하면 람다 표현식은 이름 없는 함수를 만들기 때문이다. 그래서 람다 표현식을 익명 함수(anonymous function)로 부르기도 합니다.

lambda 로 만든 익명 함수를 호출하려면 변수에 할당해주어 사용해야한다.

>>> plus_ten = lambda x: x + 10
>>> plus_ten(1)
11

이제 람다 표현식을 살펴보자 lambda x : x + 10 은 매개변수 x 하나를 받고, x 에 10을 더해서 리턴한다는 뜻이다. 즉, 매개변수, 연산자, 값 등을 조합한 식으로 반환값을 만드는 방식이다. def 로 만든 함수와 비교해보면 쉽게 알 수 있다.

람다 표현식 자체 호출

람다 표현식은 변수에 할당하지 않고 표현식 자체로 호출할 수 있다. 다음과 같이 람다 표현식을 () 괄호로 묶은 다음에 () 괄호를 뒤에 다시 붙이고 인수를 넣어서 호출하면 된다.

  • (lambda 매개변수들: 식)(인수들)
>>> (lambda x: x + 10)(1)
11

람다 표현식 안에서 변수를 만들 수 없다.

람다 표현식에서 주의해야할 점은 새 변수를 만들 수 없다는 것이다. 따라서 반환값은 변수 없이 식 한줄로 표현할 수 있어야 한다. 변수가 필요한 함수의 경우 def 로 작성하는게 좋다.

>>> (lambda x: y = 10; x + y)(1)
SyntaxError: invalid syntax

단, 람다 표현식 밖에 있는 변수는 사용할 수 있다.

>>> y = 10
>>> (lambda x: x + y)(1)
11

람다 표현식을 인수로 활용

람다 표현식을 사용하는 이유는 대부분 함수 인수 안에서 간단하게 함수를 만들기 위해서이다. 이런 방식을 사용하는 대표적인 예시가 바로 map 이다.

람다 표현식을 사용하기 전에 def 로 함수를 만들어서 map 을 사용해보자. 다음과 같이 인수를 받은 뒤에 10을 더한 값을 반환하는 plus_ten 함수를 작성한다. 그리고 mapplus_ten 함수와 리스트 [1, 2, 3] 를 넣는다. 물론 map 의 결과는 map 객체이기 때문에 우리가 보기 위해서 list 를 사용하여 리스트로 변환해주자.

>>> def plus_ten(x):
...     return x + 10
...
>>> list(map(plus_ten, [1, 2, 3]))
[11, 12, 13]

지금까지 map 을 사용할때 map(str, [1, 2, 3]) 와 같이 자료형 int, str , float 등을 넣었었다. 그런데 사실 plsu_ten 처럼 함수를 직접 만들어서 넣어도 된다.

이번에는 람다 표현식으로 만들어서 map 에 넣어보자.

>>> list(map(lambda x: x + 10, [1, 2, 3]))
[11, 12, 13]

plus_ten 함수를 넣는 것보다 람다 표현식을 사용하면 3줄의 코드가 1줄의 코드로 매우 간결하게 바뀌었다. 이처럼 함수의 인자로 람다 표현식을 넣으면 매우 간단하게 표현할 수 있다.

매개변수가 없는 람다 표현식

매개변수가 없는 람다 표현식을 만들 때에는 콜론 뒤에 리턴할 값만 넣어주면 된다.

>>> (lambda : 1)()
1
>>> x = 10
>>> (lambda : x)()
10

map, filter, reduce 함수 활용

이번에는 람다 표현식과 map, filter, reduce 함수를 활용해보자

조건부 표현식

먼저 람다 표현식에서 조건부 표현식을 사용하는 방법에 대해서 알아보자

  • lmabda 매개 변수들 : 식1 if 조건식 else 식2

다음은 map 을 활용하여 3의 배수를 문자열로 변환한다.

>>> a = [1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10]
>>> list(map(lambda x: str(x) if x % 3 == 0 else x, a))
[1, 2, '3', 4, 5, '6', 7, 8, '9', 10]

아마도 처음 보면 복잡해 보이고 익숙하지 않아서 잘 이해가 안될 것이다 그런데 차근차근 살펴보면 이해하는데 큰 어려움이 없을 것이다. lambda 는 매개변수 x 를 사용하는데 str(x) 를 리턴한다. 그런데 str(x) 를 리턴할 조건이 바로 if x % 3 == 0 일 때이다. 만약 조건에 충족되지 않는다면 x 를 그대로 리턴한다는 뜻이다. 그리고 map(식, a) 가 들어간 것 처럼 a 에는 리스트들이 들어가 a 의 요소 하나하나가 lambda 함수에 적용되는 것이다.

람다 표현식 안에 있는 조건식은 : 콜론이 붙이 않는다는 점을 주의해야한다. 일반적인 if else 와 문법이 다르다. 조건부 표현식은 식1 if 조건식 else 식2 형식으로 되어있고 조건식에 참이면 식1 이 사용되고 거짓이면 식2 가 사용된다.

또 한가지 주의해야할 점이 있는데 **if 를 사용했다면 반드시 else 를 사용해야 한다.** 다음과 같이 if 만 사용하면 문법 에러가 발생한다.

>>> list(map(lambda x: str(x) if x % 3 == 0, a))
SyntaxError: invalid syntax

그리고 람다 표현식 안에서는 elif 를 사용할 수 없다. 따라서 조건부 표현식은 식1 if 조건식1 else 식2 if 조건식2 else 식3 형식으로 if 를 연속해서 사용해야한다. 예를 들어서 1은 문자열을 반환하고 2는 실수를 반환하고 3이상은 10을 더하는 식을 만들어보면 다음과 같다.

  • lambda 매개변수들: 식1 if 조건식1 else 식2 if 조건식2 else 식3
>>> a = [1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10]
>>> list(map(lambda x: str(x) if x == 1 else float(x) if x == 2 else x + 10, a))
['1', 2.0, 13, 14, 15, 16, 17, 18, 19, 20]

별로 복잡하지 않은 함수인데 알아보기가 매우 힘들다 이러한 경우에는 람다 표현식을 사용하기 보단 그냥 def 로 만드는 것이 더 권장된다.

>>> def f(x):
...     if x == 1:
...         return str(x)
...     elif x == 2:
...         return float(x)
...     else:
...         return x + 10
...
>>> a = [1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10]
>>> list(map(f, a))
['1', 2.0, 13, 14, 15, 16, 17, 18, 19, 20]

복잡하고 어렵게 코드를 작성하면 다른사람이 보기에 불편할 뿐만 아니라 나중에 본인이 봐도 이해가 되지 않는 경우가 생긴다. 따라서 코드의 길이가 길어지더라도 쉽게 작성하는 것이 좋다.

map에 여러 객체 넣기

map 에는 사실 리스트등의 반복 가능한 객체를 여러개 넣을 수 있다. 다음은 두 리스트의 요소를 곱해서 새 리스트를 만든다.

>>> a = [1, 2, 3, 4, 5]
>>> b = [2, 4, 6, 8, 10]
>>> list(map(lambda x, y: x * y, a, b))
[2, 8, 18, 32, 50]

이렇게 리스트 두 개를 처리할 때는 람다 표현식에서 lambda x, y : x * y 처럼 매개 변수를 두 개로 지정하면 된다. 그리고 map 에 람다 표현식을 넣고 콤마로 두 리스트를 구분해서 넣어주면 된다.

filter 사용하기

filter 함수는 반복 가능한 객체에서 특정 조건에 맞는 요소만 가져오는데 filter 에 지정한 함수의 반환값이 True 일 때만 해당 요소를 가져온다.

  • filter(함수, 반복가능한객체)

먼저 def 로 함수를 만들어서 filter 를 사용해보자 다음은 리스트에서 5보다 크고 10보다 작은 숫자를 가져온다.

>>> def f(x):
...     return x > 5 and x < 10
...
>>> a = [8, 3, 2, 10, 15, 7, 1, 9, 0, 11]
>>> list(filter(f, a))
[8, 7, 9]

그러면 이번에는 함수 f 를 람다 표현식으로 만들어서 filter 에 넣어보자.

>>> a = [8, 3, 2, 10, 15, 7, 1, 9, 0, 11]
>>> list(filter(lambda x: x > 5 and x < 10, a))
[8, 7, 9]

reduce

reduce 는 반복 가능한 객체의 각 요소를 지정된 함수로 처리한 뒤 이전 결과와 누적해서 반환하는 함수이다.
( reduce 는 파이썬 3부터는 내장 함수가 아니다 따라서 functools 모듈에서 reduce 함수를 가져와야한다)

  • from functools import reduce
    reduce(함수, 반복가능한객체)
>>> def f(x, y):
...     return x + y
...
>>> a = [1, 2, 3, 4, 5]
>>> from functools import reduce
>>> reduce(f, a)
15

f 함수는 요소 두 개를 더하도록 만들고 reduce 를 사용하여 결과를 누적하여 반환값 15 가 나왔다.

이제는 람다 표현식으로 만들어보자

>>> a = [1, 2, 3, 4, 5]
>>> from functools import reduce
>>> reduce(lambda x, y: x + y, a)
15

% map, filter, reduce 대신 리스트 표현식

리스트(딕셔너리, 세트) 표현식으로 처리할 수 있는 경우에는 map, filter 와 람다 표현식 대신에 리스트 표현식을 사용하는 것이 더 좋다. list(filter(lambda x: x > 5 and x < 10, a)) 는 다음과 같이 리스트 표현식으로 만들 수 있다.

>>> a = [8, 3, 2, 10, 15, 7, 1, 9, 0, 11]
>>> [i for i in a if i > 5 and i < 10]
[8, 7, 9]

리스트 표현식이 좀 더 알아보기 쉽고 속도도 더 빠르다.

또한 for, while 문으로 처리할 수 있는 경우에도 reduce 대신 for, while 을 사용하는 것이 좋다. 왜냐하면 reduce 함수는 조금만 복잡해져도 의미하는 바를 한눈에 알아보기가 힘들기 때문이다. 이러한 이유로 파이썬 3에서부터 내장 함수에서 제외되었다.

reduce(lambda x, y : x + y,a) 는 다음과 같이 for 반복문으로 표현할 수 있다.

>>> a = [1, 2, 3, 4, 5]
>>> x = a[0]
>>> for i in range(len(a) - 1):
...     x = x + a[i + 1]
...
>>> x
15
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