개발을 공부하다보면 ‘문(statement)‘이라는 말을 많이 사용한다. 조건문 또는 if문, 반복문 또는 for문 이렇게.

그런데 가끔씩 ‘식(expression)’ 이라는 표현을 쓸 때도 있다. 람다식(lambda expression)이 그 중 하나이다.

statement 와 expression

식과 문을 비교하는 좋은 글들이 많이 있기 때문에 여기서는 간단하게 이야기한다.

식은 결과값이 나올 때 식이라고 한다. 3 이라는 단일 리터럴 변수는 정수 타입의 3 이라는 결과값이 있다. 3+5 는 정수 타입의 8이라는 결과값이 나온다.

반면 문은 코드 실행을 하는데 의미를 가진 최소 단위이다. if tyloIsHandsome: wakeUp() 는 어떤 조건이 있고 그 조건을 만족하면 다음 함수를 실행시키겠다는 의미를 가지고 있지만 어떤 결과값이 나오진 않는다. 오해할 수 있는 것이 할당문 처럼 num = 10 이라고 되어있는 것도 num 이라는 변수에 10을 할당하겠다는 의미이지, num = 10 자체가 결과값은 아니다.

한 가지 더, 다음 코드를 보자

def to_be_four():
    return 4

위의 함수 정의에서 return 4 역시 statement 이지 4라는 결과값을 가지는 expression이 아니다. 하지만 다음처럼 함수를 호출하는 건 expression 이다. 함수 호출의 결과로 4가 나오기 때문에.

to_be_four() # 이 함수를 호출하면 4 가 나오고, 호출 결과는 리터럴값인 4와 동일한 의미를 가진다.

그리고 이 포스팅의 메인 게스트인 lambda 는 expression 이다. 그래서 람다식이라고 부르기도 한다.

참고로 젯브래인 사에서 만든 코틀린이라는 언어에서는 if expression 이라는 게 존재한다. 관심가면 알아보자.

lambda expression

다음은 공식 문서에서 람다함수를 설명하는 글이다.

Small anonymous functions can be created with the lambda keyword. This function returns the sum of its two arguments: lambda a, b: a+b. Lambda functions can be used wherever function objects are required. They are syntactically restricted to a single expression. Semantically, they are just syntactic sugar for a normal function definition. Like nested function definitions, lambda functions can reference variables from the containing scope

공식 문서에 한글 버전도 있지만 번역이 교과서적으로 밋밋하게 되어 있어 원문을 가져왔다.

람다식은 결국 일반적인 함수 정의의 문법적 설탕(syntactic sugar) 이라는 표현이 있는데, 문법적 설탕이라는 건 굳이 이 문법을 쓰지 않아도 괜찮지만 이 문법을 쓴다면 좀 더 편하게 코드 작성을 할 수 있다는 것을 의미한다.

파이썬에서는 변수에 온갖 것들을 담을 수 있다. 함수도 그 중 하나인데, 즉 이런 게 가능하다.

def add_numbers(a,b):
    return a+b

fun_var = add_numbers # 이건 변수에다 '함수 자체'를 할당한다.
fun_value = add_numbers(1,2) # 이건 변수에다 '함수가 반환하는 값'을 할당한다.

result = fun_var(3,4) # fun_var 는 함수 자체를 담았기 때문에 그 함수처럼 사용이 가능하다.

print(fun_value)
print(result)

변수에 함수를 담을 수 있다는 것은 매개변수에도 함수를 담을 수 있다는 거고, 따라서 함수의 인자로 함수를 전달하는 것도 가능하다.

def just_print(other_fun, *args):
    print(other_fun(*args))
    
def add_numbers(a, b):
    return a+b

just_print(add_numbers, 1, 2)

이런 일들이 가능하기 때문에 람다식이 문법적 설탕으로 불리우는 것이다. 람다식이라는 건 람다대수 라는 개념에서 온 것인데, 자바같은 언어에서는 변수에다가 함수를 담는 것도 안 되고, 함수의 인자로 함수를 보내는 것이 안 된다. 이게 별거 아닌 거 같지만 굉장히 짜증스럽고 코드를 복잡하게 늘어놔야 하는 일들이 많기 때문에 굉장히 불편했는데 자바8부터 람다식을 지원해줘서 조금 숨통이 트이게 되었다.

여기까지 이야기했다면 람다식이 무엇인지 대충 감이 올 수도 있다. 위의 예시 코드들을 다시 람다식을 이용해서 바꿔보자

fun_var = lambda x, y: x+y 

result = fun_var(3,4)

print(result)

from functools import reduce

def just_print(*args):
    print(reduce(lambda x, y: x+y, args))
    
just_print(1, 2)
just_print(1, 2, 3)
just_print(1, 2, 4, 5)

막상 코드를 작성하니까 reduce 같은 키워드도 나와버렸다. 아직은 생소한 reduce 까지 사용하면서 바꾼 코드로 보여주고 싶었던 점은

람다식은 익명 함수이다. 즉 함수명이 없다.

앞서서 사용했던 예시에는 def 키워드를 이용하여 함수들에게 이름을 지정해주었다. 하지만 람다식에는 함수 이름이 없다. fun_var = lambda x, y: x+y를 보고 fun_var 가 이 람다식의 이름이 아니냐고 생각할 수 있지만, 어디까지나 fun_var 라는 변수에 람다식을 할당한 것이지 람다식의 이름을 지어준 것이 아니다.

이렇게 람다식을 사용하면 함수를 구태여 정의하지 않고 좀 더 직관적인 방법으로 함수를 변수에 담거나 다른 함수의 인자로 사용할 수 있다. 당장 위의 예시에서 람다식은 reduce 함수의 첫번째 인자로 사용된 것을 알 수 있다.

뭐 익명함수이기 때문에 함수 사용이 끝나고 나면 heap 영역을 점유하고 있던 메모리를 가비지 컬렉터가 수거해가고 어쩌고 같은 이야기도 있지만 아직은 크게 신경쓰지 않아도 좋다.

마치며

람다식, 또는 함수를 인자로 보내는 개념은 리스트를 다룰 때, list comprehension 와 map, filter 를 사용할 때 좀 더 와닿는다. 또한 map 을 사용할 때는 지연 평가(lazy evaluation) 와 제네레이터 라는 개념을 접할 수 있는데, 아주 흥미로운 부분이다. 이 방법들은 파이썬을 사용하는 사람들간의 의견 차이가 있는 편인데 그 또한 굉장히 흥미로우니 관심있는 사람은 아래의 글을 읽어보도록 하자.

List comprehension vs map