Chapter 7 함수

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chapter 7에서는 Go 언어에서 함수를 사용하는 방법에 대해서 설명한다.
1. 함수 선언
2. 멀티 반환
3. 재귀 함수

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함수

• 함수는 반복적으로 자주 사용되는 코드를 묶어서 관리하는 것으로, 이를 통해 코드의 재사용성, 가동성 및 유지보수성을 높일 수 있다.
• 메서드는 클래스 인스턴스 혹은, 구조체 인스턴스 내부에 선언된 함수를 의미한다.
• 함수의 정의는 프로세스 메모리 구조 내에서, 코드영역에 저장되어 있다.
  *호출 시, 해당 함수은 스택영역의 스택프레임에 필요한 지역변수와 매개변수를 선언하여 동작한다.

함수 선언

함수는 아래와 같은 구성요소로 이루어져있다.

func Add(a int, b int) int {
    return a + b
}

1. 함수 키워드: func
2. 함수 명: Add, 첫글자가 대문자인 함수는 패키지 외부로 공개되는 함수고, 소문자인 함수는 패키지 내부에서 사용되는 함수다. 함수의 일종인 메서드는 객체 지향 관점에서 객체의 행위를 의미하므로, 동사를 사용해야한다.
3. 매개변수: (a int, b int), 함수의 입력 값으로, 필요없다면 괄호를 비워둘 수 있다.
4. 반환 타입: int, 함수의 반환 타입으로 비어있으면, 함수가 값을 반환하지 않는 다는 것을 의미한다.
5. 함수 코드 블록: { return a + b }, 실제 함수의 실행문을 담당하는 코드 블록이다.

함수의 매개변수(Parameter)와 인자(Argument)

• 둘 다 함수와 같은 프로시저의 입력값을 지칭하는 것으로, 함수 내부에서 바라본 전달 입력 값을 매개변수, 함수 외부에서 바라본 전달 값 인자라고 생각하면 된다.
  • 즉, 함수 입장에서는 인자를 매개변수로 받아서 함수의 동작을 수행한다고 생각하면 된다.
• 함수가 호출될 때는, 인자를 매개변수로 복사하여 전달한다. 위에 선언된 Add 함수를 예시로 들어 생각하면, 만약에 Add(9,3)이 호출된다면, 함수는 9를 a에 복사하고, 3을 b에 복사한 뒤, a와 b를 이용해서 함수가 동작한다고 생각하면 된다.
• 함수는 스택영역에 스택프레임이라는 형태의 실행단위로 묶여서 수행된다. 스택은 LIFO형 자료구조로, Push를 통해 input을 Pop을 통해 output을 발생시킨다. 만약에 main 함수의 스택프레임의 수행 중간에 foo라는 함수가 호출된다면,
  foo 함수의 스택프레임이 바로 위에 Push되고, 실행이 마무리 되면 해당 함수의 스택프레임이 Pop이 되는 구조를 가지고 있다.

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멀티 반환 함수

• Go 언어에서 사용되는 함수는 아래와 같이, 한번에 여러 개의 값을 반환할 수 있다.
  • 여기서 Divide 함수는 아래와 같은 방식으로 동작하는 것을 알 수 있다.

package main

import (
"fmt"
)

func Divide(a, b int) (int, bool) {
    if b == 0 {
        return 0, false
    }
    return a / b, true
}

func main() {
    c, success := Divide(9, 3)
    fmt.Println("c, success =", c, success)
    d, success := Divide(9, 0)
    fmt.Println("d, success =", d, success)
}

c , success := Divide(9, 3)

c, success := 3, true

• 또한, 함수의 반환값으로 사용될 변수를 함수 선언 부에서 아래의 코드와 같이 미리 지정하여 반환할 수 있다.
  • 주석 처리된 함수와 동일하게 동작한다.

package main

import "fmt"

func Divide(a, b int) (result int, success bool) {
    if b == 0 {
        result = 0
        success = false
        return
    }

    result = a / b
    success = true
    return
}

/*
func Divide(a, b int) (result int, success bool) {

    var (
        result int
        success bool
    )

    if b == 0 {
        result = 0
        success = false
        return
    }

    result = a / b
    success = true
    return
}
*/

func main() {
    c, success := Divide(9, 3)
    fmt.Println("c, success =", c, success)
    fmt.Println("&success =", &success)

    d, success := Divide(9, 0)
    fmt.Println("d, success =", d, success)
    fmt.Println("&success =", &success)
}

• 여기서 센스가 있다면 굳이 success의 메모리 주소를 출력한 이유에 대해서 궁금할 수 있다. 위 코드에서 success의 메모리 주소는 같다.
• := 연산은 분명히 선언과 초기화를 동시에 수행하는 연산인 것으로 알았는데, 이미 success 변수가 선언되었는데, 또 한번 선언을 해도 오류가 발생하지 않는다.
• 결론적으로, :=로 여러 변수를 동시에 할당할 때, 만약 기 선언된 변수가 섞여 있다면, 선언 과정은 생략되고, 할당만 수행한다.
  • 그렇기 때문에 아래 코드는 오류가 발생하지 않는다.

var a = 3
f, a := 2, 4
fmt.Println("a,f=", a, f)

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재귀 함수

어느 한 컴퓨터공학과 학생이 유명한 교수님을 찾아가 물었다.

"재귀함수가 뭔가요?"
"잘 들어보게. 옛날옛날 한 산 꼭대기에 이세상 모든 지식을 통달한 선인이 있었어.
마을 사람들은 모두 그 선인에게 수많은 질문을 했고, 모두 지혜롭게 대답해 주었지.
그의 답은 대부분 옳았다고 하네.
그런데 어느날,그 선인에게 한 선비가 찾아와서 물었어.

"재귀함수가 뭔가요?"
"잘 들어보게. 옛날옛날 한 산 꼭대기에 이세상 모든 지식을 통달한 선인이 있었어.
마을 사람들은 모두 그 선인에게 수많은 질문을 했고, 모두 지혜롭게 대답해 주었지.
그의 답은 대부분 옳았다고 하네. 그
런데 어느날, 그 선인에게..........

그냥 이거다. 함수 본인이 함수 실행문에서 스스로 본인을 호출하는 함수다. 재귀함수는 아래와 같이 함수 본인이 본인을 호출하는 함수로 반드시 탈출 조건이 있어야한다. 그렇지 않으면 콜스택이 꽉차서 오류가 발생한다.

package main

import "fmt"

func printNo(n int) {
    if n == 0 {
        return
    }

    fmt.Println("n =", n)
    printNo(n - 1)
    fmt.Println("After", n)
}

func main() {
    printNo(3)
}

개인적으로 재귀함수를 선호하지 않는다.
디버깅이 어렵고, 성능이 좋지 않기 때문이다.