연산자 오버로딩부터 함수 확장까지

2021년 6월 2일

[참고 도서]
- 다재다능 코틀린 프로그래밍

연산자 오버로딩

같은 연산 결과를 얻지만 + 연산자를 사용해 더 유연하고 유창하게 한다
```
num1.sum(num2)
num1 + num2
```
코틀린에서는 +, -, *와 같은 연산자를 숫자 타입 뿐만아니라 직접 만든 객체에 대해서도 사용할 수 있다
```
withList + appleWatch
```
- 그러나 명확하게 코드를 전달하지 못한다면 오히려 어뷰징이 되어버린다
- 연산자의 동작 의도를 정확하게 전달해야한다
코틀린이 Java 바이트 코드로 컴파일되는데, JVM은 연산자 오버로딩을 지원하지 않는다
- 그래서 내부적으로 연산자를 또 다른 명명된 메소드로 매핑하여 사용한다
```
operator fun Pair<Int, Int>.plus(other: Pair<Int, Int>) = Pair(first + other.first, second + other.second)
```
직접 만든 클래스에 연산자를 오버로딩 하기 위해서 특화된 메소드를 클래스의 멤버함수로 작성해야한다
- oparator로 마크된 연산자 대응 메소드로 오버로딩 한다
```
data class Complex(val real: Int, val imaginary: Int) {
  operator fun times(other: Complex) = Complex(real * other.real, imaginary * other.imaginary)
}
println(Complex(2, 4) * Complex(3, 4)) // Complex(real=6, imaginary=16)
```
- 오버로딩한 연산자로 객체를 변경하면 안된다
  - immutable 해야한다
  - 연산 후 새로운 결과값을 반환하는 것이다

확장 함수와 속성을 이용한 인젝팅

이미 존재하는 클래스에 메소드와 속성을 인젝팅할 수 있다
- 바이트코드 변경 없이 추가할 수 있다
- 상속이 아니라 확장
멤버 함수 >>> 확장 함수
- 이름이 같아서 충돌하는 경우 멤버 함수가 이긴다
- 인스턴스에서 메소드를 찾고 없으면 확장 함수를 찾기 때문

확장 함수를 이용한 메소드 인젝팅

data class Point(val x: Int, val y: Int)
data class Circle(val cx: Int, val cy: Int, val radius: Int)
fun Circle.contains(point: Point) = (point.x - cx) * (point.x - cx) + (point.y - cy) * (point.y - cy) < radius * radius

/*
data class Circle(val cx: Int, val cy: Int, val radius: Int) {
  fun contains(point: Point) = (point.x - cx) * (point.x - cx) + (point.y - cy) * (point.y - cy) < radius * radius
}
*/

val circle = Circle(100, 100, 20)
val point = Point(20, 40)
println(circle.contains(point))

클래스 내부에 작성한 것과 동일하게 동작한다
- 확장 함수에서 암시적으로 클래스 인스턴스에 접근한다
- 단, private 속성에는 접근할 수 없다
확장 함수는 패키지의 static 메소드로 만들어진다

확장 함수를 이용한 연산자 인젝팅

operator fun Circle.contains(point: Point) = (point.x - cx) * (point.x - cx) + (point.y - cy) * (point.y - cy) < radius * radius

연산자 오버로딩과 동일하게 operator 키워드를 붙여준다

확장 속성을 이용한 속성 인젝팅

val Circle.area: Double
  get() = kotlin.math.PI * radius * radius

println(Circle(100, 100, 10).area)

확장 속성은 클래스 내부에 존재하는 것이 아니라서 백킹 필드를 가질 수 없다

서드파티 클래스 인젝팅

fun String.isPalindrome(): Boolean {
  return reversed() == this
}
println("wow".isPalindrome())

코틀린 내부 함수 또는 서드파티 클래스를 확장할 수 있다
이미 존재하는 메소드의 동작을 바꾸면 안된다

static 메소드 인젝팅

클래스의 컴패니언 객체를 확장할 수 있다
- 클래스가 컴패니언 객체를 가지고 있다면 static 메소드를 인젝팅할 수 있다
```
fun String.Companion.toURL(link: String) = java.net.URL(link)
val url = String.toURL("https://www.naver.com")
print(url)
```

클래스 내부에서 인젝팅

클래스 내부에서 인젝팅하는 경우
- 외부에서 확장함수를 사용하려고 하면 에러가 발생한다
```
class Point() {
  private val value = "wow"
  fun String.isPalindrome() = "${value}, ${this@Point.value}, ${this.toString()}"
  
  override fun toString(): String {
    return "pop".isPalindrome()
  }
}
val point = Point()
print(point.toString()) // wow, wow, pop
```
- 확장 함수가 클래스 내부에서 생성되었기 때문에 this와 this@Point 두개의 리시버를 갖고 있다
  - 익스텐션 리시버: 해당 확장 함수를 실행하는 객체 this
  - 디스패치 리시버: 확장 함수를 추가한 대상 클래스 인스턴스 this@Point
  - 버블링으로 익스텐션에서 먼저 찾고 없으면 디스패치로 찾으로 간다
특정 확장 함수를 클래스 내부에서만 사용하도록 스코프를 좁히는데 유용하다

함수 확장

클래스에 메소드를 인젝트한 것 처럼 함수에도 메소드를 인젝트할 수 있다
- 코틀린에서 함수는 객체이다
```
fun <T, R, U> ((T) -> R).andThen(next: (R) -> U): (T) -> U = { input: T -> next(this(input)) }

fun increment(number: Int): Double = number + 1.toDouble()
fun double(number: Double) = number * 2
val incrementAndDouble = ::increment.andThen(::double)
println(incrementAndDouble(5)) // 12.0
```
- T → R 함수를 R → U를 인자로 받는 andThen 메소드를 호출해서 T → U를 리턴한다
- fun String.isPalindrome() = ... 처럼 ((T) → R) 형태의 함수를 확장한 것이다

infix를 이용한 중위표기법

중위표기법 ⇒ 연산자가 중간에 있거나 피연산자 사이에 있는 것
- if (obj.instanceOf(String)) { ... } 를 중위표기법을 사용해 if (obj instanceOf String) { ... } 형태로 변경하였다
코틀린에서 연산자는 항상 자동으로 중위표기법을 사용한다
- 그러나 메소드는 기본적으로 중위표기법을 사용하지 않는다

infix 어노테이션을 사용해 메소드를 중위표기법으로 나타낼 수 있다

operator fun Circle.contains(point: Point) = (point.x - cx) * (point.x - cx) + (point.y - cy) * (point.y - cy) < radius * radius
println(circle.contains(point))

>>>

infix operator fun Circle.contains(point: Point) = (point.x - cx) * (point.x - cx) + (point.y - cy) * (point.y - cy) < radius * radius
println(circle contains point)

infix를 이용해 함수에 유연성을 제공한다
- 그러나 infix 메소드는 하나의 파라미터만 받아야하는 제한이 있다
- vararg나 기본 파라미터는 사용 불가능하다
⇒ 파라미터가 여러개면 circle contains param1 param2 이렇게 써야하는데 이상하니깐!?

Any 객체를 이용한 자연스러운 코드

also(), apply(), let(), run()
- 람다 표현식을 파라미터로 받고 전달받은 람다를 실행하고 객체를 리턴한다
- 각 메소드의 리시버(this)와 리턴 결과의 차이

let()

val context = "context"
val result = context.let { arg -> 
	println(arg) // context
	"$arg 업데이트"
}
println(result) // context 업데이트

컨택스트 객체를 아규먼트로 람다에게 전달한다
람다의 this는 렉시컬 스코프이고 람다의 리턴값이 let의 호출 결과로 리턴된다

also()

data class Context(val value: String)
val context = Context("context")
val result = context.also { arg ->
  println(arg) // Context(value=context)
  "이값이아니라"
}
println(result) // Context(value=context)

컨택스트 객체를 아규먼트로 람다에게 전달한다
this도 let()과 동일하다
also()는 let()과는 다르게 람다의 리턴값이 아니라 컨텍스트 객체를 also() 리턴값으로 가진다
- also()가 전달받은 람다의 리턴타입은 Unit이다

run()

람다에 아규먼트를 전달하지 않는다

data class Context(val value: String)
val context = Context("context")
val result = context.run {
  println(value) // context
  "title"
}
println(result) // title

컨텍스트 자체가 람다의 this로 바인딩한다
람다가 리턴하는 값이 run()의 리턴값이다

apply()

data class Context(val value: String)
val context = Context("context")
val result = context.apply {
  println(value) // context
  "이값을리턴하지않는다"
}
println(result) // Context(value=context)

람다에 아규먼트를 전달하지 않는다
run()과 동일하게 컨텍스트 자체가 람다의 this로 바인딩된다
그러나 run()과 다르게 람다의 리턴값을 무시하고 컨텍스트 객체를 apply() 메소드의 리턴값으로 가진다
- 람다의 리턴타입은 Unit이다

4개의 메소드로 코드 정리하기

타깃 객체를 유지하고 싶다면 apply()
람다 표현식의 결과를 유지하고 싶다면 run()
아규먼트로 전달한 람다의 결과를 사용하기를 원한다면 let()
타깃 객체에 람다를 파라미터로 전달하고 람다의 결과값과 무관하게 타깃으로 다시 돌아가서 동작하도록 also()

암묵적 리시버

리시버 전달

run(), apply()로 리시버(this)를 전달힌다
- js의 call, apply
- String.(Int) -> Unit String을 리시버로 명시하였다
- 리시버 자체에서 변수를 찾을 수 없다면 컴파일러는 렉시컬스코프로 찾으러간다

멀티플 스코프

람다 표현식이 다른 람다 표현식에 의해 중첩되는 경우
- 내부의 람다 표현식에는 멀티플 리시버를 가진 것처럼 보인다
- 다이렉트 리시버와 부모의 리시버
- 그러나 람다는 하나의 리시버만 가진다
- 중첩되는 경우 멀티플 스코프를 가질 수 있으나 가장 가까운 리스너에서부터 찾아간다

결론

연산자 오버로딩
함수, 프로퍼티, 연산자 확장
중위표기법
람다 암시적 리시버
이 모든 것이 DSL을 위한 것이였다...

🚨?!?!?

🙈 더 알아보기

also(), apply(), let(), run()