Lisp로 주문 외기 - 6 -

라이센스 - The GNU Free Documentation License 원저자 - Conrad Barski, M.D. 원본 출처 - http://lisperati.com/casting.html

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만들어볼 첫 명령은 지금 서 있는 장소에 대해 말해줄 명령입니다. 그러니 함수가 그 장소에 대해 묘사하기 위해 필요한 게 뭘까요?

에, 묘사할 장소에 대해 알아야 하고, 지도에서 그게 어디에 있는지를 찾을 수 있어야겠죠. 여기 함수가 있고요, 그건 바로 그렇게 동작합니다. (defun describe-location (location map) (second (assoc location map)))

defun이라고 하는 단어는 예상대로, 함수를 선언하고 있습니다. 함수의 이름은 describe-location이고 두 개의 인수를 받습니다. 장소와 지도. 이 변수들 앞뒤로 별이 없으므로, 이것은 지역 변수이고, 따라서 전역변수인 location 과 map 변수와는 관련이 없습니다. Lisp에서 함수는 종종 다른 프로그래밍 언어의 함수보다 더 수학의 함수같다는 것을 기억해두세요. 수학에서처럼, 이 함수는 사용자에게 메세지나 팝업창을 출력하지 않습니다. 그게 하는 거라고는 묘사를 담은 값을 함수의 실행 결과로서 돌려준다는 것 뿐입니다. 우리의 위치가 거실(living-room)이라고 생각합시다. (사실 그렇습니다…).

이에 대한 묘사를 찾기 위해, 첫 번째로 필요한 것은 지도에서 living-room을 가리키는 점을 찾는 것이죠. assoc 명령이 이를 수행하며 living-room을 묘사하는 데이타를 돌려줍니다. 그런 다음 second 명령은 목록에서 두 번째 항목-living-room에 대한 묘사-을 잘라냅니다. (거실에 대한 모든 데이타가 담긴 미리 만들어놓은 map 변수를 봤다면, 거실에 대해 묘사하는 문장은 목록이 포함하는 두 번째 항목이었다는 것을 알 수 있을 겁니다.) 이제 Lisp 명령줄을 써서 함수를 시험해 봅시다. 다시, 다음의 문장을 Lisp 명령줄에 붙여 넣으세요.

(describe-location ‘living-room map) ==> (YOU ARE IN THE LIVING-ROOM OF A WIZARD’S HOUSE. THERE IS A WIZARD SNORING LOUDLY ON THE COUCH.)

완벽해요! 바로 우리가 원하던 거군요… living-room이라는 기호 앞에 작은 따옴표를 넣었다는 것을 주목하세요, 왜냐면 이 기호는 그저 장소라고 이름붙은 데이터의 조각 하나니까요. (즉, 그건 데이터 모드로 읽혀야 하죠.) 하지만 map이라는 기호 앞에는 따옴표가 없는 것을 보세요, 왜냐면 이 경우 컴파일러가 map변수 안에 저장된 데이터를 찾아 읽어야 하니까요.(즉, 컴파일러가 코드 모드로 동작하고, map이란 단어를 그냥 데이터 묶음으로 보지 않아야 합니다.)

함수식 프로그래밍 스타일

우리가 만든 describe-location함수가 여러 면에서 상당히 어색해 보인다는 것을 알아챘을 지도 모릅니다. 일단, 왜 그냥 전역 변수를 바로 읽지 않고 장소와 지도를 변수로 넘겨주나? 이유는 Lisp 프로그래머는 종종 코드를 함수식 프로그래밍 스타일로로 작성하는 것을 좋아하기 때문입니다.(확실히 하자면, 이것은 어쩌면 고등학교에서 배웠을지도 모를 “절차식 프로그래밍"이나 “구조적 프로그래밍"과 완전히 연관이 없습니다.). 이 스타일에서는, 목표는 항상 다음의 규칙을 따르는 함수를 작성하는 겁니다.

1. 함수에 넘겨지거나 함수에 의해 만들어진 변수만 읽을 수 있다.(그러니 아무 전역 변수도 읽지 않습니다.)
2. 이미 지정된 변수의 값을 바꾸지 않는다.(그러니 증가하는 변수라든가 다른 바보짓은 없습니다.)
3. 세계 바깥과 소통하지 않는다. 결과값을 돌려주는 것을 빼고.(그러니 파일에 쓴다든가 사용자에게 메세지를 전달한다든가 하지 않습니다.)

물론, 꼭 어떤 함수는 함수식 프로그래밍 스타일이 아니게 되거나, 사용자, 아니면 바깥 세계의 다른 부분과 소통할 수 없을 겁니다. 이 강좌에서 나중에 나올 대부분의 함수는 이 규칙을 따르지 않습니다. describe-location 함수가 가진 다른 문제는 그 장소에서 다른 장소로 들어가고 나가는 길에 대해서 말해주지 않는다는 겁니다. 그럼 그 길에 대해서 묘사하는 함수를 만들어 봅시다.

(defun describe-path (path) `(there is a ,(second path) going ,(first path) from here.))

좋아요, 지금 이 함수는 좀 이상해 보입니다. 이건 함수라기 보단 거의 데이터 조각 같아 보입니다. 일단 시도해 보고 어째야 될 지, 이후에는 어쩔지 생각해 봅시다.

(describe-path ‘(west door garden)) ==> (THERE IS A DOOR GOING WEST FROM HERE.)

자 이제 확실해 졌죠. 이 함수는 길을 묘사하는 목록을 가지고 있고(map 변수 안에 있는 것처럼) 멋지게 문장을 만들어냅니다. 이제 함수를 다시 보면, 함수는 그게 만드는 데이터와 아주 많이 닮았다는 걸 볼 수 있을 겁니다. 그건 기본적으로 선언된 문장에 경로를 가지고 그냥 처음과 두 번째 항목을 나눠 놓은 것 뿐이에요. 그런데 어떻게 이게 되는거죠? 역-따옴표(`)를 쓰면 됩니다!

이전에 컴파일러에게 코드모드와 데이터 모드를 전환하게 하기 위해 작은 따옴표(')를 썼었죠. 음, 역-따옴표( ` , 키보드의 왼쪽 위, 숫자 1 왼쪽에 있는 것)를 쓰면 한 번 전환할 뿐만아니라 콤마를 사용해서 다시 코드 모드로 돌아올 수도 있어요.

이 “역-따옴표” 기술은 Lisp에서 굉장한 부분이랍니다. 이걸 쓰면 만들어낼 데이터랑 똑같은 식으로 코드를 짤 수 있어요. 이건 함수식 스타일로 코드를 짤 때 빈번하게 일어나는 일입니다. 만들어내는 데이터와 같아 보이는 모양으로 함수를 짠다는 것은, 코드를 이해하기 쉽게 만들 수 있을 뿐만 아니라, 아주 오래 효용성 있는 코드를 만들 수 있습니다. 데이터가 변하지 않으면, 함수는 데이터와 매우 밀접하게 닮아 있기 때문에 아마도 재설계되거나 여튼 바뀔 필요가 없으니까요. 이걸 VB나 C에서 어떻게 짜 왔는지 생각해 보세요. 아마도 경로를 조각조각 쪼개고, 그 다음에 문장 조각들을 이어다 붙이면 다시 그 조각들은 하나가 될 겁니다. 더 제멋대로인 과정이고, 완전히 데이터랑 다르게 보이고, 아마도 더 오래 쓰기는 힘들 겁니다.

자 이제 경로를 묘사할 수 있게 됐습니다. 하지만 이 게임에서 각 장소는 경로 말고도 다른 속성들이 있죠. 그러니 describe-paths란 함수를 만들어봅시다.

(defun describe-paths (location map) (apply #‘append (mapcar #‘describe-path (cddr (assoc location map)))))

이 함수에서는 또 다른 일반적인 함수형 프로그래밍 기법을 사용하고 있습니다. 상위 수준 함수를 쓰는 거죠. 이건 apply 와 mapcar 함수가 다른 함수를 인수로 가져가고 자기 자신을 호출할 수 있다는 것을 의미합니다. 함수를 넘겨주기 위해서, 그냥 함수 이름 앞에 #’ 를 붙여주기만 하면 됩니다. cddr명령은 목록의 앞에서 첫 번째 두 개 항목을 쪼개고 (그럼 경로 데이터만 남지요). mapcar는 간단히 다른 함수를 목록에 있는 모든 물체에 적용합니다. 기본적으로 describe-path함수에 의해 모든 경로가 멋진 묘사로 바뀌게 됩니다. “apply #‘append"는 그냥 괄호 몇 개를 지워줄 뿐, 별로 중요한 건 아니에요. 자, 이 새 함수를 시험해 봅시다.

(describe-paths ‘living-room map) ==> (THERE IS A DOOR GOING WEST FROM HERE. THERE IS A STAIRWAY GOING UPSTAIRS FROM HERE.)

좋습니다! 여전히 묘사할 필요가 있는 게 하나 남아 있죠. 서 있는 바닥에 뭔가 있다면 그것들도 모두 묘사해야 겠죠. 일단은 주어진 장소에 항목이 있는지 없는지 가르쳐 줄 도우미 함수를 만들어보죠.

(defun is-at (obj loc obj-loc) (eq (second (assoc obj obj-loc)) loc))

eq 함수는 물체 위치 목록에서 나온 기호가 현재 위치인지 말해줍니다.

이걸 시도해 봅시다. (is-at ‘whiskey-bottle ‘living-room object-locations) ==> T

t라는 기호는 (아니면 nil 이 아닌 다른 어떤 거라도) whiskey-bottle 이 living-room 에 있다는 것을 의미합니다. 자 이 새로운 함수를 바닥을 묘사하기 위해 사용해 봅시다. (defun describe-floor (loc objs obj-loc) (apply #‘append (mapcar (lambda (x) `(you see a ,x on the floor.)) (remove-if-not (lambda (x) (is-at x loc obj-loc)) objs))))

이 함수에는 새로운 점이 몇 개 있습니다. 첫째로, 이것은 무명함수 입니다.(람다는 그냥 이 때 쓰는 이쁜 이름입니다.). 첫 번째 람다 형식은 그냥 도우미 함수를 정의하는 것과 같습니다. (defun 뭐시라 (x) `(x 가 바닥에 놓여 있는 것이 보인다.)) 그런 다음 #‘뭐시라 를 mapcar 함수에 보냅니다. remove-if-not 함수는 목록이 mapcar에 넘겨져서 멋진 문장을 만들기 전에 현재 위치에 있지 않은 물체를 제거합니다. 자, 이 새로운 함수를 시험해 봅시다. (describe-floor ‘living-room objects object-locations) ==> (YOU SEE A WHISKEY-BOTTLE ON THE FLOOR. YOU SEE A BUCKET ON THE FLOOR)

이제 모든 묘사 함수들을 전역 변수를 쓰는 LOOK이라는 쉬운 명령 하나로 묶을 수 있습니다.(그래서 함수식 스타일이 안 되기는 했지만) 이건 모든 것을 표현합니다.

(defun look () (append (describe-location location map) (describe-paths location map) (describe-floor location objects object-locations)))

굉장하죠!