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21. 람다 표현식(Lambda Expression)


1. 키워드

  • 람다 표현식(Lambda Expression)
  • 익명 함수(Anonymous Function)


2. 람다 표현식 사용하기

  • 지금까지 def로 함수를 정의해서 사용했는데, 이번에는 람다 표현식으로 익명 함수를 만드는 방법을 알아보자.
  • 람다 표현식은 식 형태로 되어 있다고 해서 람다 표현식이라고 부른다.
  • 특히 람다 표현식은 함수를 간편하게 작성할 수 있어서 다른 함수의 인수로 넣을 때 주로 사용한다.


3. 람다 표현식으로 함수 만들기

  • 람다 표현식을 사용하기 전에 먼저 숫자를 받은 뒤 10을 더해서 반환하는 함수 plus_ten을 만들어보자.


>>> def plus_ten(x):
...     return x + 10
...

>>> plus_ten(1)
11


  • return x + 10으로 매개변수 x10을 더한 값을 반환하는 간단한 함수이다.


  • 람다 표현식은 다음과 같이 lambda에 매개변수를 지정하고 :(콜론) 뒤에 반환값으로 사용할 식을 지정한다.


lambda 매개변수들: 
>>> lambda x: x + 10
<function <lambda> at ...>


  • 실행을 해보면 함수 객체가 나오는데, 이 상태로는 함수를 호출할 수 없다.
  • 왜냐하면 람다 표현식은 이름이 없는 함수를 만들기 때문이며, 람다 표현식을 익명 함수라고 부르기도 한다.


  • lambda로 만든 익명 함수를 호출하려면 다음과 같이 람다 표현식을 변수에 할당해 주면 된다.


>>> plus_ten = lambda x: x + 10

>>> plus_ten(1)
11


  • 이제 람다 표현식을 살펴보면 lambda x: x + 10은 매개변수 x 하나를 받고, x10을 더해서 반환한다는 뜻이다.
  • 즉, 매개변수, 연산자, 값 등을 조합한 식으로 반환값을 만드는 방식이다.


  • 다음 그림과 같이 def로 만든 함수와 비교해 보면 쉽게 알 수 있다.


001


1) 람다 표현식 자체를 호출하기

  • 람다 표현식은 변수에 할당하지 않고 람다 표현식 자체를 바로 호출할 수 있다.


  • 다음과 같이 람다 표현식을 ()(괄호)로 묶은 뒤에 다시 ()를 붙이고 인수를 넣어서 호출하면 된다.


(lambda 매개변수들: )(인수들)
>>> (lambda x: x + 10)(1)
11


2) 람다 표현식 안에서는 변수를 만들 수 없다

  • 람다 표현식에서 주의할 점은 람다 표현식 안에서는 새 변수를 만들 수 없다는 점이다.
  • 따라서 반환값 부분은 변수없이 식 한 줄로 표현할 수 있어야 한다.
  • 변수가 필요한 코드일 경우에는 def로 함수를 작성하는 것이 좋다.


>>> (lambda x: y = 10; x + y)(1)
SyntaxError: invalid syntax


  • 단, 다음과 같이 람다 표현식 바깥에 있는 변수는 사용할 수 있다.


>>> y = 10

>>> (lambda x: x + y)(1)
11


3) 람다 표현식을 인수로 사용하기

  • 함수의 인수 부분에서 간단하게 함수를 만들기 위해서 람다 표현식을 사용한다.
  • 이런 방식으로 사용하는 대표적인 예가 map이다.
  • 람다 표현식을 사용하기 전에 먼저 def로 함수를 만들어서 map을 사용해 보자.


  • 다음과 같이 숫자를 받은 뒤 10을 더해서 반환하는 함수 plus_ten을 작성하고 mapplus_ten 함수와 리스트 [1, 2, 3]을 넣는다.


>>> def plus_ten(x):
...     return x + 10
...

>>> list(map(plus_ten, [1, 2, 3]))
[11, 12, 13]


  • plus_ten 함수는 매개변수 x10을 더해서 반환하므로 리스트 [1, 2, 3][11, 12, 13]으로 바뀌었다.
  • 지금까지 map을 사용할 때 map(str, [1, 2, 3])과 같이 자료형 int, float, str 등을 넣었는데, 사실 plus_ten처럼 함수를 직접 만들어서 넣어도 된다.


  • 이제 람다 표현식으로 함수를 만들어서 map에 넣어보자.


>>> list(map(lambda x: x + 10, [1, 2, 3]))
[11, 12, 13]


  • plus_ten 함수 대신 람다 표현식 lambda x: x + 10을 넣었다.
  • 이처럼 람다 표현식은 함수를 다른 함수의 인수로 넣을 때 매우 편리하다.


람다 표현식으로 매개변수가 없는 함수 만들기

  • 람다 표현식으로 매개변수가 없는 함수를 만들 때는 lambda 뒤에 아무것도 지정하지 않고 :(콜론)을 붙인다.
  • 단, 콜론 뒤에는 반드시 반환할 값이 있어야 한다.
  • 왜냐하면 표현식은 반드시 값으로 평가되어야 하기 때문이다.


>>> (lambda : 1)()
1

>>> x = 10

>>> (lambda : x)()
10


4. 람다 표현식과 map, filter, reduce 함수 활용하기

  • 이번에는 람다 표현식과 map, filter, reduce 함수를 함께 사용해 보자.


1) 람다 표현식에 조건부 표현식 사용하기

  • 먼저 람다 표현식에서 조건부 표현식을 사용하는 방법을 알아보자.


lambda 매개변수들: 식1 if 조건식 else 식2


  • 다음은 map을 사용하여 리스트 a에서 3의 배수를 문자열로 변환한다.


>>> a = [1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10]

>>> list(map(lambda x: str(x) if x % 3 == 0 else x, a))
[1, 2, '3', 4, 5, '6', 7, 8, '9', 10]


  • map은 리스트의 요소를 각각 처리하므로 lambda의 반환값도 요소이어야 한다.
  • 여기서는 요소가 3의 배수일 때는 str(x)로 요소를 문자열로 만들어서 반환했고, 3의 배수가 아닐 때는 x로 요소를 그대로 반환했다.


002


  • 람다 표현식 안에서 조건부 표현식 if, else를 사용할 때는 :(콜론)을 붙이지 않는다.
  • 특히 람다 표현식에서 if를 사용했다면 반드시 else를 사용해야 한다.


  • 다음과 같이 if만 사용하면 문법 에러가 발생하므로 주의해야 한다.


>>> list(map(lambda x: str(x) if x % 3 == 0, a))
SyntaxError: invalid syntax


  • 그리고 람다 표현식 안에서는 elif를 사용할 수 없다.
  • 따라서 조건부 표현식은 식1 if 조건식1 else 식2 if 조건식2 else 식3 형식처럼 if를 연속으로 사용해야 한다.


lambda 매개변수들: 식1 if 조건식1 else 식2 if 조건식2 else 식3
>>> a = [1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10]

>>> list(map(lambda x: str(x) if x == 1 else float(x) if x == 2 else x + 10, a))
['1', 2.0, 13, 14, 15, 16, 17, 18, 19, 20]


  • 알아보기 힘든 경우 억지로 람다 표현식을 사용하기 보다는 그냥 def로 함수를 만들고 if, elif, else를 사용하는 것을 권장한다.


>>> def f(x):
...     if x == 1:
...         return str(x)
...     elif x == 2:
...         return float(x)
...     else:
...         return x + 10
...

>>> a = [1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10]

>>> list(map(f, a))
['1', 2.0, 13, 14, 15, 16, 17, 18, 19, 20]


2) map에 객체를 여러 개 놓기

  • map은 리스트 등의 반복 가능한 객체를 여러 개 넣을 수도 있다.


  • 다음은 두 리스트의 요소를 곱해서 새 리스트를 만든다.


>>> a = [1, 2, 3, 4, 5]
>>> b = [2, 4, 6, 8, 10]

>>> list(map(lambda x, y: x * y, a, b))
[2, 8, 18, 32, 50]


  • 이렇게 리스트 두 개를 처리할 때는 람다 표현식에서 lambda x, y: x * y처럼 매개변수를 두 개로 지정하면 된다.
  • 그리고 map에 람다 표현식을 넣고 그다음에 리스트 두 개를 콤마로 구분해서 넣어준다.
  • 즉, 람다 표현식의 매개변수 개수에 맞게 반복 가능한 객체도 콤마로 구분해서 넣어주면 된다.


3) filter 사용하기

  • filter는 반복 가능한 객체에서 특정 조건에 맞는 요소만 가져오는데, filter에 지정한 함수의 반환값이 True일 때만 해당 요소를 가져온다.


filter(함수, 반복가능한객체)


  • 먼저 def로 함수를 만들어서 filter를 사용해 보자.


>>> def f(x):
...     return x > 5 and x < 10
...

>>> a = [8, 3, 2, 10, 15, 7, 1, 9, 0, 11]

>>> list(filter(f, a))
[8, 7, 9]


  • 리스트 a에서 8, 7, 9를 가져왔다.
  • 즉, filterx > 5 and x < 10의 결과가 참인 요소만 가져오고 거짓인 요소는 버린다.


003


  • 그럼 함수 f를 람다 표현식으로 만들어서 filter에 넣어보자.


>>> a = [8, 3, 2, 10, 15, 7, 1, 9, 0, 11]

>>> list(filter(lambda x: x > 5 and x < 10, a))
[8, 7, 9]


  • 람다 표현식 lambda x: x > 5 and x < 10filter에 넣어서 5보다 크면서 10보다 작은 수를 가져오도록 만들었다.


4) reduce 사용하기

  • reduce는 반복 가능한 객체의 각 요소를 지정된 함수로 처리한 뒤 이전 결과와 누적해서 반환하는 함수이다.
  • reduce는 파이썬 3부터 내장 함수가 아니기 때문에 functools 모듈에서 reduce 함수를 가져와야 한다.


from functools import reduce
reduce(함수, 반복가능한객체)


  • 다음은 리스트에 저장된 요소를 순서대로 더한 뒤 누적된 결과를 반환한다.


>>> from functools import reduce

>>> def f(x, y):
...     return x + y
...

>>> a = [1, 2, 3, 4, 5]

>>> reduce(f, a)
15


  • reduce의 반환값이 15가 나왔다.
  • 함수 f에서 x + y를 반환하도록 만들었으므로 reduce는 그림과 같이 요소 두 개를 계속 더하면서 결과를 누적한다.


004


  • 이제 함수 f를 람다 표현식으로 만들어서 reduce에 넣어보자.


>>> from functools import reduce

>>> a = [1, 2, 3, 4, 5]

>>> reduce(lambda x, y: x + y, a)
15


  • lambda x, y: x + y와 같이 매개변수 x, y를 지정한 뒤 xy를 더한 결과를 반환하도록 만들었다.


map, filter, reduce와 리스트 표현식

  • 리스트(딕셔너리, 세트) 표현식으로 처리할 수 있는 경우에는 map, filter와 람다 표현식 대신 리스트 표현식을 사용하는 것이 좋다.


  • list(filter(lambda x: x > 5 and x < 10, a))는 다음과 같이 리스트 표현식으로도 만들 수 있다.


>>> a = [8, 3, 2, 10, 15, 7, 1, 9, 0, 11]

>>> [i for i in a if i > 5 and i < 10]
[8, 7, 9]


  • 리스트 표현식이 좀 더 알아보기 쉽고 속도도 더 빠르다.
  • 또한, for, while 반복문으로 처리할 수 있는 경우에도 reduce 대신 for, while을 사용하는 것이 좋다.
  • 왜냐하면 reduce는 코드가 조금만 복잡해져도 의미하는 바를 한 눈에 알아보기가 힘들기 때문이다.
  • 이러한 이유로 파이썬 3부터는 reduce가 내장 함수에서 제외되었다.


  • reduce(lambda x, y: x + y, a)는 다음과 같이 for 반복문으로 표현할 수 있다.


>>> a = [1, 2, 3, 4, 5]

>>> x = a[0]

>>> for i in range(len(a) - 1):
...     x = x + a[i + 1]
...

>>> x
15

References