[Python] 고차함수(Higher-Order Function) 란?

고차함수(Higher-Order Function)는 함수형 프로그래밍의 핵심 개념이자, 파이썬을 더 파이썬답게 작성하기 위해 반드시 이해해야하는 개념입니다. 파이썬 공식 문서, 다양한 개발 블로그, 그리고 클린 코드 관련 자료에서도 고차함수는 반복해서 등장합니다.

 

이 글에서 고차함수의 개념을 아주 기초부터, 왜 필요한지, 그리고 파이썬 예제를 중심으로 충분히 길고 자세하게 설명해보겠습니다.

단순히 문법 설명이 아니라, 사고 방식 자체를 이해하는 것이 목표입니다.

 

1. 고차 함수란 무엇인가?

📌 정의

고차함수란 다음 조건 중 하나 이상을 만족하는 함수입니다.

 

1. 함수를 인자(argument)로 받는다

2. 함수를 반환(return) 한다

 

이 정의에서 가장 중요한 문장은 바로 "함수는 값이다"라는 개념입니다.

파이썬에서는 함수가 다음과 같은 특징을 가집니다.

• 변수에 할당할 수 있음
• 리스트나 딕셔너리에 저장 가능
• 다른 함수의 인자로 전달 가능
• 함수의 반환값으로 사용 가능

즉, 함수는 정수나 문자열과 동등한 지위를 가진 객체입니다.

def greet():
    return "Hello"


print(greet) # <function greet at 0x...>
print(greet()) # Hello

이러한 특성 덕분에 고차함수가 가능해집니다.

 

2. 함수를 인자로 받는 고차함수

 가장 단순한 예제

def say_something(func):
    print(func())


def hello():
    return "안녕하세요"


def bye():
    return "안녕히 가세요"


say_something(hello)
say_something(bye)

• say_something은 함수를 인자로 받음
• 어떤 함수가 오느냐에 따라 동작이 달라짐
• 행동을 외부에서 주입 받는 구조

이 패턴은 고차함수의 본질을 가장 잘 보여줍니다.

 

3. 왜 고차함수가 필요한가?

많은 개발 블로그에서 공통적으로 말하는 이유는 다음과 같습니다.

 중복 제거 (DRY 원칙)

❌ 고차함수 사용 전

def print_double_1():
    print("Hello")
    print("Hello")


def print_double_2():
    print("Bye")
    print("Bye")

출력 내용만 다르고 구조는 완전히 동일합니다.

 

✅ 고차함수 사용 후

def repeat(action):
    action()
    action()


repeat(lambda: print("Hello"))
repeat(lambda: print("Bye"))

• 반복되는 구조를 함수로 추상화
• 변경되는 행동만 함수로 전달

 추상화 수준 상승 (어떻게 -> 무엇)

umbers = [1, 2, 3, 4, 5]


evens = []
for n in numbers:
	if n % 2 == 0:
		evens.append(n * 2)

위 코드는 틀리지 않았지만, 의도가 한눈에 보이지 않습니다.

evens = list(map(lambda x: x * 2, filter(lambda x: x % 2 == 0, numbers)))

이 코드는 다음을 명확하게 표현합니다.

• 필터링한다
• 변환한다

즉, "무엇을 하는 코드인지"가 바로 드러납니다.

 

4. 파이썬의 대표적인 고차함수

🔹 map

numbers = [1, 2, 3, 4]


def square(x):
    return x * x


result = list(map(square, numbers))
# [1, 4, 9, 16]

• 각 요소에 함수를 적용
• 새로운 iterable 반환

🔹 filter

numbers = [1, 2, 3, 4, 5, 6]


def is_even(x):
    return x % 2 == 0


result = list(filter(is_even, numbers))
# [2, 4, 6]

🔹 reduce

from functools import reduce


numbers = [1, 2, 3, 4]


sum_value = reduce(lambda acc, cur: acc + cur, numbers, 0)
# 10

• 누적 계산을 수행
• 상태를 외부로 노출하지 않음

 

5. 함수를 반환하는 고차함수 (클로저)

def multiply_by(multiplier):
    def inner(value):
        return value * multiplier
    return inner


double = multiply_by(2)
triple = multiply_by(3)


print(double(5)) # 10
print(triple(5)) # 15

이 코드의 핵심

• multiply_by 는 함수를 반환 -> 고차함수
• inner 함수는 multiplier 를 기억함
• 이 현상은 클로저(Closure) 라고 부름

이 패턴은 설정 값에 따라 동작이 달라지는 함수를 만들 때 매우 유용합니다.

 

6. 실전 예제: 공통 로직 추출

❌ 고차함수 미사용

def log_user():
	print("[USER] action")

def log_admin():
	print("[ADMIN] action")

✅ 고차함수 사용

def with_log(role):
    def logger():
   		print(f"[{role}] action")
    return logger

log_user = with_log("USER")
log_admin = with_log("ADMIN")

• 역할(role)만 바꿔서 재사용 가능
• 유지보수 및 확장성 증가

7. 고차함수를 잘 쓰기 위한 팁

• 함수 하나는 하나의 책임만 가지게 하기
• 이름은 행동을 드러내게 짓기
• lambda는 짧게, 길어지면 def 사용
• 과도한 중첩은 피하기

 

6. 실전 예제: 공통 로직 추출

고차함수는 처음에는 어렵지만, 익숙해질수록 다음과 같은 장점이 있습니다.

• 코드가 짧아진다
• 의도가 명확해진다
• 테스트가 쉬워진다
• 확장에 강해진다

파이썬을 "그냥 돌아가는 코드"가 아니라 잘 설계된 코드로 작성하고 싶다면, 반드시 넘어야 할 관문입니다.

 

다음에는 클로저(Closure), 커링(Currying) 등도 다뤄보겠습니다.