시퀀스
컬렉션과 더불어, Kotlin 표준 라이브러리에는 또 다른 타입인 시퀀스 (Sequence<T>)가 포함되어 있습니다. 컬렉션과는 달리, 시퀀스는 요소를 포함하지 않으며, 반복하는 동안 요소를 생성합니다. 시퀀스는 Iterable과 동일한 함수를 제공하지만, 다단계 컬렉션 처리에 다른 접근 방식을 구현합니다.
Iterable의 처리가 여러 단계를 포함할 때, 이들은 즉시(eagerly) 실행됩니다: 각 처리 단계는 완료되어 그 결과를 — 중간 컬렉션으로 — 반환합니다. 다음 단계는 이 컬렉션에서 실행됩니다. 반대로, 시퀀스의 다단계 처리는 가능한 경우 지연(lazily) 실행됩니다: 실제 계산은 전체 처리 체인의 결과가 요청될 때만 발생합니다.
연산 실행 순서도 다릅니다: Sequence는 모든 처리 단계를 각 개별 요소에 대해 하나씩 수행합니다. 반대로, Iterable은 전체 컬렉션에 대해 각 단계를 완료한 다음 다음 단계로 진행합니다.
따라서 시퀀스는 중간 단계의 결과를 구축하는 것을 피하게 하여, 전체 컬렉션 처리 체인의 성능을 향상시킵니다. 그러나 시퀀스의 지연(lazy) 특성은 작은 컬렉션을 처리하거나 간단한 계산을 수행할 때 상당할 수 있는 약간의 오버헤드(overhead)를 추가합니다. 그러므로 Sequence와 Iterable을 모두 고려하여 어떤 것이 귀하의 경우에 더 나은지 결정해야 합니다.
구성
요소로부터
시퀀스를 생성하려면 sequenceOf() 함수를 호출하고 요소를 인수로 나열합니다.
val numbersSequence = sequenceOf("four", "three", "two", "one")Iterable로부터
이미 Iterable 객체(예: List 또는 Set)가 있다면, asSequence()를 호출하여 시퀀스를 생성할 수 있습니다.
val numbers = listOf("one", "two", "three", "four")
val numbersSequence = numbers.asSequence()함수로부터
시퀀스를 생성하는 또 다른 방법은 요소를 계산하는 함수를 사용하여 시퀀스를 구축하는 것입니다. 함수를 기반으로 시퀀스를 구축하려면, 해당 함수를 인수로 사용하여 generateSequence()를 호출하십시오. 선택적으로, 첫 번째 요소를 명시적 값 또는 함수 호출의 결과로 지정할 수 있습니다. 제공된 함수가 null을 반환하면 시퀀스 생성이 중단됩니다. 따라서 아래 예시의 시퀀스는 무한합니다.
fun main() {
val oddNumbers = generateSequence(1) { it + 2 } // `it` is the previous element
println(oddNumbers.take(5).toList())
//println(oddNumbers.count()) // error: the sequence is infinite
}generateSequence()로 유한 시퀀스를 생성하려면, 필요한 마지막 요소 다음에 null을 반환하는 함수를 제공하십시오.
fun main() {
val oddNumbersLessThan10 = generateSequence(1) { if (it < 8) it + 2 else null }
println(oddNumbersLessThan10.count())
}청크로부터
마지막으로, 시퀀스 요소를 하나씩 또는 임의 크기의 청크(chunk)로 생성할 수 있게 해주는 함수인 sequence() 함수가 있습니다. 이 함수는 yield() 및 yieldAll() 함수 호출을 포함하는 람다 표현식을 인수로 받습니다. 이들은 시퀀스 컨슈머에게 요소를 반환하고, 컨슈머가 다음 요소를 요청할 때까지 sequence()의 실행을 중단합니다. yield()는 단일 요소를 인수로 받습니다; yieldAll()은 Iterable 객체, Iterator 또는 다른 Sequence를 받을 수 있습니다. yieldAll()의 Sequence 인수는 무한할 수 있습니다. 그러나 그러한 호출은 마지막이어야 합니다: 이후의 모든 호출은 절대 실행되지 않을 것입니다.
fun main() {
val oddNumbers = sequence {
yield(1)
yieldAll(listOf(3, 5))
yieldAll(generateSequence(7) { it + 2 })
}
println(oddNumbers.take(5).toList())
}시퀀스 연산
시퀀스 연산은 상태 요구 사항에 따라 다음 그룹으로 분류할 수 있습니다:
- 무상태(Stateless) 연산은 상태를 요구하지 않으며 각 요소를 독립적으로 처리합니다. 예를 들어,
map()또는filter()가 있습니다. 무상태 연산은 또한 요소를 처리하기 위해 작은 상수량의 상태를 요구할 수도 있습니다. 예를 들어,take()또는drop()가 있습니다. - 상태 저장(Stateful) 연산은 상당한 양의 상태를 요구하며, 일반적으로 시퀀스의 요소 수에 비례합니다.
시퀀스 연산이 지연(lazily) 생성되는 다른 시퀀스를 반환하는 경우, 이를 중간(intermediate) 연산이라고 합니다. 그렇지 않은 경우, 해당 연산은 최종(terminal) 연산입니다. 최종 연산의 예로는 toList() 또는 sum()이 있습니다. 시퀀스 요소는 최종 연산을 통해서만 검색될 수 있습니다.
시퀀스는 여러 번 반복될 수 있습니다; 그러나 일부 시퀀스 구현은 한 번만 반복되도록 제한될 수 있습니다. 이는 해당 문서에 명시적으로 언급되어 있습니다.
시퀀스 처리 예시
예시를 통해 Iterable과 Sequence의 차이점을 살펴보겠습니다.
Iterable
단어 목록이 있다고 가정해 봅시다. 아래 코드는 세 글자보다 긴 단어를 필터링하고, 그러한 단어 중 처음 네 개의 길이를 출력합니다.
fun main() {
val words = "The quick brown fox jumps over the lazy dog".split(" ")
val lengthsList = words.filter { println("filter: $it"); it.length > 3 }
.map { println("length: ${it.length}"); it.length }
.take(4)
println("Lengths of first 4 words longer than 3 chars:")
println(lengthsList)
}이 코드를 실행하면 filter()와 map() 함수가 코드에 나타나는 순서와 동일하게 실행되는 것을 볼 수 있습니다. 먼저 모든 요소에 대한 filter:를, 그 다음 필터링 후 남은 요소에 대한 length:를, 그리고 마지막 두 줄의 출력을 볼 수 있습니다.
목록 처리는 다음과 같이 진행됩니다:
Sequence
이제 시퀀스를 사용하여 동일한 코드를 작성해 봅시다:
fun main() {
val words = "The quick brown fox jumps over the lazy dog".split(" ")
//convert the List to a Sequence
val wordsSequence = words.asSequence()
val lengthsSequence = wordsSequence.filter { println("filter: $it"); it.length > 3 }
.map { println("length: ${it.length}"); it.length }
.take(4)
println("Lengths of first 4 words longer than 3 chars")
// terminal operation: obtaining the result as a List
println(lengthsSequence.toList())
}이 코드의 출력은 filter()와 map() 함수가 결과 목록을 구축할 때만 호출된다는 것을 보여줍니다. 따라서 먼저 "Lengths of.." 텍스트 줄을 본 다음 시퀀스 처리가 시작됩니다. 필터링 후 남은 요소의 경우, 다음 요소를 필터링하기 전에 맵이 실행된다는 점에 유의하십시오. 결과 크기가 4에 도달하면 take(4)가 반환할 수 있는 최대 크기이므로 처리가 중지됩니다.
시퀀스 처리는 다음과 같이 진행됩니다:
이 예시에서, 요소의 지연 처리와 네 개의 항목을 찾은 후 중단하는 방식은 목록 접근 방식을 사용하는 것에 비해 연산 수를 줄여줍니다.