Closure, Capturing Values

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공식문서 클로저
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Closure

클로저란 익명 함수 즉 기존 사용하던 함수들도 클로저에 속한다.

클로저 > 함수 (클로저가 더 큰 개념이다! 함수가 클로저의 부분 집합!)
그치만 편의상 클로저라고 말하는것은 여기서 이름없는 함수 를 뜻하게된다.

이름 없는 함수라고도 할수 있으며 코드의 블럭 이라고도 표현할수 있겠다.

Swift에서는 함수 패러다임 언어이기 때문에 함수는 1급 객체 이다.
그런고로 클로저도 1급 객체다!

상수나 변수에 대입하는것도 가능하며 함수의 타입에 따라 파라미터로 사용할수도 있다.

Closure 표현식

이름 없는 함수 이기때문에 func 키워드를 작성하지 않으며
클로저는 Head, Body 로 이루어져 있다.

{ (parameters)->return Type in 
    실행구문
}

여기서 parameters 와 returnType in 부분이 Closure 의 Head 부분 되시겠다.
실행구문은 Closure 의 Body 부분이다.

in 키워드 를 기준으로 나뉜다 생각하자.

Parameter, ReturnType 이 없는 클로저

파라미터와 리턴 타입이 없는 경우 다음과 같이 사용할수있다.

let closure = { () -> in
    print("Closure")
}

여기서 함수처럼 반환타입이 없으면 생략 가능한것도 똑같으며
파라미터가 없다면 파라미터도 생략이 가능하다!

let closure = { 
    print("Closure")
}

Parameter, ReturnType 이 있는 클로저

파라미터와 리턴 타입이 있는 경우 다음과 같이 사용할수있다.

let closure = { (name: String) -> String in
    return "Hi, \(name)"
}

클로저의 파라미터에는 Argument Label 을 사용할수 없다.
오직 Parameter Name 으로만 작성이 가능하다!

클로저 호출

클로저 를 호출할때는 다음과 같이 사용할수있다.

closure("malrang")
// "Hi, malrang"

함수의 파라미터 에 클로저를 넣어보자!

func someThing(closure: () -> ()) {
    closure()
}

클로저를 파라미터로 전달받는 someThing 함수

클로저 또는 함수를 넘겨줘도 되지만 호출할때 클로저 구현부를 작성해줘도 된다.

someThing(closure: { () -> () in
     print("Hi")
})

함수의 반환타입을 클로저로!

func someThing() -> () -> () {
    return { () -> () in
        print("Hi Malrang!")
    }
}

자 이게무슨 굉장한 코드냐...!
함수는 파라미터가없고 반환타입은 (closure) 다.
반환타입인 closure 는 다른 반환타입을 갖을수 있기때문에 위와같은 모습이 되게 된다.

클로저를 반환했는데 클로저가 다른걸 반환시켰다,..! 라고 하면 이해가 편할까..

Closure 축약 문법

클로저의 표현식을 줄여 간단하게 표현할수있는 방법들이있다.
하지만 축약해서 사용하다보면 어떤의미를 가진 코드인지 불분명한 상황이 올수있으니 기본 Closure 문법이 숙달된후 프로젝트를 같이 진행하는 팀원 과 상의후 축약하여 사용하자!

1. Trailling Closure (트레일링 클로저)

축약 문법중 하나이며 함수의 마지막 파라미터가 클로저 일때
파라미터 값 형식이 아니라 함수뒤에 붙여 작성하는 문법이다.

클로저 하나만 파라미터로 받는 함수가 있을때 호출할때는 아래와 같이 사용했다.

클로저, 클로저를 파라미터로 받는 함수 선언

let closure = { () -> () in
    print("고구마")
}

func doSomething(closure: () -> ()) {
    closure()
}

클로저 를 파라미터로 받는 함수 호출

doSomething(closure: { () -> () in
    print("감자")
})

doSomething(closure: closure)

이때 함수의 파라미터 안에 위치한 클로저를 Inline Closure(인라인 클로저) 라고한다!

위의 예시중 1번째 예시를 보면 클로저를 매개변수로 받지만 매개변수로 넣지 않고 클로저를 작성하여 넣어준 예시다!
1번째 예시 코드의 마지막을 보면 }) 이런 식으로 되어있어 헷갈리는데 이를 해결하기 위한 방법이 Trailling Closure 다.

1. 파라미터가 클로저 하나일 경우

   doSomething() { () -> () in
        print("감자")
   }

   위의 예시 처럼 파라미터 뒤에 중괄호 를 작성하는 형태로 작성할수 있다.

   이때 파라미터가 클로저 하나일 경우엔 파라미터 를 나타내는 () 소괄호 를 생략할수 있다.

doSomething { () -> () in
        print("감자")
}

2. 파라미터가 클로저 두개인 경우

   func 농작물(감자: () -> (), 고구마: () -> ()) {
    감자()
    고구마()
   }

Inline Closure 의 경우

파라미터인 () 소괄호 내부에 작성해주어야 한다.

농작물(감자: { () -> () in
    print("감자")
}, 고구마: {() -> () in
    print("고구마")
})

Trailling Closure

파라미터 2개가 클로저 이지만 마지막 파라미터가 클로저일때는 trailing Closure 를 사용할수 있으니 마지막 파라미터인 클로저를 작성하게되면 아래와 같은 형태가 된다.

농작물(감자: { () -> () in
    print("감자")
}) { () -> () in
    print("고구마")
}

파라미터 두개중 하나는 () 내부에 또다른 하나는 () 밖에 {} 내부에 위치하는 모습이다.

파라미터와 리턴 타입을 생략 하자!

위의 예시들을보면 게속 사용되었던 () -> () 라는 키워드
클로저의 파라미터와 리턴 타입을 나타내는데 파라미터의 타입과 리턴타입이 동일 하다면 생략이 가능하다!

농작물(감자: { in
    print("감자")
}) { in
    print("고구마")
}

여기서 또 파라미터 가 없는경우 in 키워드 는 제거해주어야 한다!

농작물(감자: { 
    print("감자")
}) { 
    print("고구마")
}

매개변수가 있고 반환 값이 있는 클로저를 예시로 들어보자!

선언

func 농작물(closure: (String, String) -> String) {
    closure()
}

호출

농작물(closure: { (작물1: String, 작물2: String) -> String in
    return 작물1 + 작물2
})

위의 코드중 호출 상황을 보면 위에서 설명햇듯이 파라미터 타입과 반환 값의 타입이 일치하면 생략이 가능하다고 했다.
생략하면 아래와 같은 모습이된다.

농작물(closure: { (작물1, 작물2) in
    return 작물1 + 작물2
})

여기서 또 줄여 사용할수있다!

Shortand Argument Names($0, $1)

Parameter Name은 Shortand Argument Names으로 대체하고, 이 경우 Parameter Name과 in 키워드를 삭제한다.

이게 무슨 말이냐

설명에서 Parameter Name 은 작물1, 작물2 를 뜻한다 얘내를 Shortand Argument Names 로 대채하고 파라미터 와 in 키워드를 삭제할수 있단다.

Shortand Argument Names 는 $ 와 index 를 이용해 표기하는것으로 파라미터 혹은 배열의 Element 에 접근할수 있게 된다.

사용법은 이렇다.

작물1 = $0
작물2 = $1

index 를 이용해 표기 한다고 했으니 파라미터의 첫번째는 0번인덱스 즉 0 이된다.

위의 표기법으로 변경하게되면

농작물(closure: { ($0, $1) in
    return $0 + $1
})

과 같이 줄여 표현할수 있으며
위에 설명한 것처럼
Parameter Name 이 Shortand Argument Names 으로 대체될 경우 in 키워드를 삭제할수 있게되므로

농작물(closure: {
    return $0 + $1
})

이러한 형태가 된다.

클로저의 내부가 단일 return 구문 일경우! 제거가능!

하지만 여기서 또 클로저 내부에 return 구문 하나만 남은경우 return 키워드도 생략이 가능해진다!

농작물(closure: {
     $0 + $1
})

와 같이 표기할수 있게 된다!

굉장히 많이 짧아졌다! 여기서 파라미터는 클로저 하나이기때문에 아까 얘기한 트레일링 클로저를 적용할수 있게되며 적용한 모습은 다음과 같다!

농작물 { $0 + $1 }

크으..! 그렇지만 클로저의 내부가 복잡할경우엔 이렇게 줄여 사용하게되면 의미를 알수없게되어 코드를 이해하는데 시간이 오래걸릴수 있으니 주의 하자!

Closure 캡처값 (Capturing Values)

클로저는 상수와 변수를 캡쳐 할수 있다.
클로저는 캡처를 하게 되면 상수와 변수가 접근할 수 없게 되더라도 클로저는 해당 상수 및 변수의 값을 참조 하고 수정할 수 있다.
swift 에서 가장 쉽게 값을 캡처 하는 방법은 중첩 함수를 사용하는 것이다.
중첩함수는 자신을 둘러싼 함수의 매개 변수도 캡처할 수 있고 정의된 상수나 변수도 캡처할 수 있다.

중첩 함수 예시

func makeIncrementer(forIncrement amount: Int) -> () -> Int { 
    var runningTotal = 0 
    func incrementer() -> Int { 
        runningTotal += amount 
        return runningTotal 
    } 
    return incrementer }

함수 내부에 함수가 위치한 구조다.

makeIncrementer() 함수는 파라미터 타입은 Int 이며
반환값은 클로저를 반환하며 클로저의 반환 값은 Int 타입이다.

중첩함수 incrementer() 내부 에서 외부함수 makeIncrementer() 의 파라미터 amount 와 함수내에서 정의된 변수 runningTotal 를 캡처 하여 사용하는것을 볼수 있다.
incrementer() 함수에는 파라미터인 상수와 runningTotal 변수가 없지만 캡처하여 사용할수 있는것이다.

호출 예시

let incrementByTen = makeIncrementer(forIncrement: 10)
incrementByTen() // returns a value of 10 
incrementByTen() // returns a value of 20 
incrementByTen() // returns a value of 30

호출 할때마다 incrementByTen 의 값이 10씩 증가 하게된다.

let incrementByTen = makeIncrementer(forIncrement: 10) 구문에서는 값이 증가되지 않고 runningTotal = 0인 상태이다.

호출하게되면 그제서야 중첩함수 incrementer 가 실행된다고 할수 있다.

makeIncrementer() 함수 내부의 값이 사라지지 않고 게속 유지되고 있음을 알수 있다.

클로저는 참조 타입 (Closures Are Reference Types)

위의 예시 에서본 incrementByTen 은 상수로 선언된 값이지만 게속 내부의 값이 바뀌는것을 볼수 있다.
이유는 함수와 클로저는 참조 타입이기 때문이며 같은 클래스를 참조하여 값을 변경하는것과 같다.

함수나 클로저를 상수나 변수에 할당하게 되면 상수나 변수에 복사되는것이 아닌 메모리 주소만 참조하게 되고 다른 상수나 변수에 incrementByTen 을 할당하게 되면 아래와 같은 일이 일어나게 된다.

incrementByTen 을 상수 some 에 incrementByTen 호출된 값을 대입할경우 some 의 값은 20 이된다(incrementByTen 이 2번 호출 되었기 때문에)

그후 Some 를 호출하지 않고 다른 상수,변수에 대입하게되면 이번엔 참조가 아닌 값을 넘겨주게 된다.
하지만 some 을 호출하게 되면 some과 incrementByTen 은 같은것을 참조 하고 있기 떄문에 some, incrementByTen 2개 모두 30 의 값을 가지게 되겠다.

@autoClosure

파라미터로 전달된 일반 구문 또는 함수를 클로저로 래핑하는것.

표현식

func doSomething(closure: @autoclosure () -> ()) {
}

파라미터인 클로저 는 실제 클로저를 전달받지 않지만 클로저 처럼 사용이 가능하다.

오토클로저가 적용된 함수 정의 및 호출

func doSomething(closure: @autoclosure () -> ()) {
    closure()
}

doSomething(closure: 1 > 2)

주의점은 autoClosure 를 사용할경우 파라미터가 없어야 한다.
리턴타입은 상관 없다.

사용예시

위에 설명한대로 오토클로저를 사용한후 오토클로저의 반환값을 Int 타입을 반환하도록 했다.
그후 함수의 반환타입을 Int 타입으로 설정한 예시이다.

함수 호출시 클로저에 Int 값을 넣었더니 해당 값이 반환되는것을 확인 할수 있다.

@autoclosure 특징

일반 구문은 작성되자마자 실행된다.
하지만 autoclosure 는 함수내에서 클로저를 실행할 때까지 구문이 실행되지 않는다.
함수가 실행될 시점에 구문을 클로저로 래핑해주어야 하기 때문이다.

그렇기에 autoclosure 의 특징은 지연되어 실행한다는 특징을 가지고 있다.

@escaping

직역하면 탈출 이라는 뜻이다.
지금 까지 사용하던 클로저는 모두 non-escaping Closure 다.

non-escaping Closure특징

함수 내부에서 직접 실행하기 위해서만 사용한다.
따라서 파라미터로 받은 클로저를 변수나 상수에 대입할수 없고
중첩함수에서 클로저를 사용할 경우, 중첩함수를 리턴할수 없다.
함수의 실행 흐름을 탈출하지않아 함수가 종료되기 전에 무조건 실행되어야 한다.

파라미터로 받은 클로저를 함수내부의 변수나 상수에 대입할수 없다.

함수가 종료되고 나서 함수 내부의 클로저가 실행될수 없다.

아직 이부분은 함수가 종료되고 함수내부의 구문을 실행시키는 방법을 몰라 예시를 작성할수 없다.

하지만 defer 구문은 사용가능한것으로 보아 defer 는 함수가 종료되고 defer 구문을 실행시키는것이 아닌 함수 실행 순서만 변경되는것 같다.

중첩함수 내부에서 매개변수로 받은 클로저를 사용할경우 중첩함수를 리턴할수 없다.

모든 에러의 원인은 non-escaping Closure 의 주변 값 캡쳐 방식 때문이다.

@escaping 클로저 사용이유

함수가 끝난 후에도 클로저를 실행하거나
중첩함수 에서 실행 후 중첩 함수를 리턴하고 싶은경우
파라미터로 받은 클로저를 변수나 상수에 할당 하고 싶은경우
사용하는것이 @escaping 클로저다.

표현식

escaping 키워드를 클로저의 파라미터 타입앞에 작성하면 된다.
파라미터로 전달된 클로저를 함수 내부의 상수에 할당한 모습.

이것 말고도 함수가 종료된 후에도 클로저가 실행될수 있다.

하지만 이떄 메모리 관련하여 문제가 될수있다.
함수가 종료된 후에 함수내부의 값을 사용하기 때문이다.