[Final] PEP 309 - Partial Function Application

September 26, 2025

원문 링크: PEP 309 - Partial Function Application

상태: Final 유형: Standards Track 작성일: 08-Feb-2003

PEP 309 – Partial Function Application (부분 함수 적용)

요약

이 PEP는 호출 가능한(callable) 객체와 부분적인 인자 리스트(위치 인자 및 키워드 인자 포함)를 사용하여 새로운 호출 가능한 객체를 생성하는 함수 또는 호출 가능한 클래스에 대한 제안입니다. 이 제안은 partial() 이라는 이름으로 표준 라이브러리의 functools 모듈에 추가되었습니다. partial()은 함수형 프로그래밍의 부분 적용(partial application) 개념을 파이썬에 도입하여, 기존 함수에 미리 일부 인자를 고정하여 새로운 함수를 만드는 유연성을 제공합니다.

노트 (Note)

이 PEP가 수락된 후 python-dev 및 comp.lang.python에서의 추가 논의를 통해 함수 객체에 대해 작동하지만 함수형 프로그래밍과는 관련 없는 여러 도구에 대한 요구가 드러났습니다. 이러한 도구들을 위한 새 모듈을 만드는 대신, 새로 확장된 초점을 반영하여 “functional” 모듈을 “functools”로 이름을 변경하기로 합의되었습니다. 이 PEP의 “functional” 모듈에 대한 참조는 역사적인 이유로 그대로 남아 있습니다.

초록 (Abstract)

이 제안은 호출 가능한 객체와 (위치 및 키워드 인자를 포함한) 부분적인 인자 리스트로부터 새로운 호출 가능한 객체를 구성할 수 있게 해주는 함수 또는 호출 가능한 클래스를 위한 것입니다.

저는 partial()의 구현을 포함하여 유용한 고차 함수(higher-order function)들을 담을 “functional”이라는 표준 라이브러리 모듈을 제안합니다. 구현은 SourceForge에 제출되었습니다.

수락 (Acceptance)

패치 #941881은 Py2.5를 위해 2005년에 수락 및 적용되었습니다. 이는 기본적으로 여기에 설명된 대로 partial() 타입 생성자가 가장 왼쪽 위치 인자와 모든 키워드를 바인딩하는 형태입니다. partial 객체는 func, args, keywords 세 가지 읽기 전용 속성을 가집니다. partial 객체에 대한 호출은 객체 자체에 있는 키워드를 재정의하는 키워드를 지정할 수 있습니다.

동등한 함수(equivalent function)의 동작을 더 가깝게 모방하기 위해 __get__ 메서드로 partial 구현을 수정할지에 대한 별도의 지속적인 논의가 있습니다.

동기 (Motivation)

함수형 프로그래밍에서 함수 커링(function currying)은 다중 인자 함수를 단일 인자 함수로 구현하는 한 가지 방법입니다. N개의 인자를 가진 함수는 실제로 1개의 인자를 가지고 (N-1)개의 인자를 받는 다른 함수를 반환하는 함수입니다. Haskell 및 ML과 같은 언어에서 함수 적용은 다음과 같은 함수 호출로 작동합니다:

f x y z

이는 실제로 다음을 의미합니다:

(((f x) y) z)

이것은 실제 프로그래밍에서 매우 유용하다는 것이 밝혀진다는 점을 제외하고는 모호한 이론적 문제일 뿐입니다. 다른 함수에 인자의 부분 적용으로 함수를 표현하는 것은 우아하고 강력할 수 있으며, 함수형 언어에서는 많이 사용됩니다.

일부 함수형 언어(예: Miranda)에서는 (+1)과 같은 표현식을 사용하여 파이썬의 (lambda x: x + 1)과 동일한 의미를 나타낼 수 있습니다. 일반적으로 그러한 언어는 강타입(strongly typed)이므로 컴파일러는 항상 예상되는 인자의 수를 알고 있으며, 펑터(functor)와 예상보다 적은 인자가 제공될 때 올바른 작업을 수행할 수 있습니다.

파이썬은 커링을 통해 다중 인자 함수를 구현하지 않으므로, 부분 적용된 인자를 가진 함수를 원한다면 위에서 언급했듯이 lambda를 사용하거나 각 인스턴스에 대해 명명된 함수를 정의할 것입니다.

그러나 lambda 문법은 모두의 취향에 맞는 것은 아닙니다. 또한, 파이썬의 위치 인자와 키워드를 모두 사용하는 유연한 매개변수 전달은 부분 적용의 아이디어를 일반화하고 lambda가 할 수 없는 작업을 수행할 기회를 제공합니다.

구현 예시 (Example Implementation)

다음은 파이썬에서 부분 적용된 인자를 가진 호출 가능한 객체를 만드는 한 가지 방법입니다. 아래 구현은 Scott David Daniels가 제공한 개선 사항을 기반으로 합니다:

class partial(object):
    def __init__(*args, **kw):
        self = args[0]
        self.fn, self.args, self.kw = (args[1], args[2:], kw)

    def __call__(self, *args, **kw):
        if kw and self.kw:
            d = self.kw.copy()
            d.update(kw)
        else:
            d = kw or self.kw
        return self.fn(*(self.args + args), **d)

(이와 유사한 레시피는 파이썬 쿡북(Python Cookbook)에 한동안 있었습니다.)

객체가 함수처럼 호출될 때, 위치 인자는 생성자에 제공된 인자에 추가되고, 키워드 인자는 생성자에 제공된 인자를 재정의하고 보강합니다. 객체를 생성할 때와 호출할 때 모두 위치 인자, 키워드 인자 또는 둘 다를 제공할 수 있습니다.

사용 예시 (Examples of Use)

partial(operator.add, 1)은 (lambda x: 1 + x)와 약간 비슷합니다. 물론 여기서 이점은 분명하게 드러나지 않습니다.

또한, 클래스 자체도 객체를 위한 호출 가능한 팩토리(callable factories)이기 때문에 클래스를 동일한 방식으로 래핑할 수 있습니다. 따라서 일부 경우, 서브클래스(subclass)를 정의하는 대신 생성자에 인자를 부분 적용하여 클래스를 특수화(specialise)할 수 있습니다.

예를 들어, partial(Tkinter.Label, fg='blue')는 기본적으로 파란색 전경(foreground)을 가진 Tkinter Label을 만듭니다.

다음은 부분 적용을 사용하여 Tkinter 위젯에 대한 콜백(callback)을 즉석에서 구성하는 간단한 예시입니다:

from Tkinter import Tk, Canvas, Button
import sys
from functional import partial

win = Tk()
c = Canvas(win,width=200,height=50)
c.pack()

for colour in sys.argv[1:]:
    b = Button(win, text=colour, command=partial(c.config, bg=colour))
    b.pack(side='left')

win.mainloop()

폐기된 문법 제안 (Abandoned Syntax Proposal)

원래 fn@(*args, **kw) 구문을 제안했습니다. 이는 partial(fn, *args, **kw)와 같은 의미입니다.

@ 기호는 일부 어셈블리 언어에서 레지스터 간접 지정을 의미하는 데 사용되며, 여기에서의 사용도 일종의 간접 지정입니다. f@(x)는 f(x)가 아니라, 호출할 때 f(x)가 되는 것입니다.

이 제안은 잘 받아들여지지 않았으므로, 이 부분은 철회했습니다. 어쨌든 @는 새 데코레이터(decorator) 문법에 사용되었습니다.

comp.lang.python 및 python-dev의 피드백 (Feedback from comp.lang.python and python-dev)

표명된 의견 중 다음이 있었습니다 (요약):

lambda는 충분히 좋다.
@ 문법은 추하다 (만장일치).
이것은 클로저(closure)라기보다는 커링(currying)에 가깝다.
ActiveState의 파이썬 쿡북에 거의 동일한 커리 클래스 구현이 있다.
커리 클래스는 실제로 표준 라이브러리에 유용한 추가가 될 것이다.
이것은 함수 커링이 아니라 부분 적용(partial application)이다. 따라서 이름은 이제 partial()로 제안된다.
내장(built-ins)에 포함될 만큼 유용하지 않을 수도 있다.
functional이라는 모듈 아이디어는 잘 받아들여졌고, 그곳에 속할 다른 것들(예: 함수 합성)이 있다.
완전성을 위해 함수 호출에 제공된 인자 뒤에 부분 인자를 추가하는 다른 객체(아마도 rightcurry라고 불릴 수 있는)가 제안되었다.

저는 lambda가 일반적으로 충분히 좋지만 항상 그런 것은 아니라는 데 동의합니다. 그리고 유용한 인트로스펙션(introspection)과 서브클래싱(subclassing)의 가능성을 원합니다.

저는 @가 특히 추하다고는 생각하지 않지만, 제가 이상할 수도 있습니다. 딕셔너리, 리스트, 튜플 리터럴은 특별한 구두점으로 깔끔하게 구분됩니다 – 부분 적용된 함수 리터럴을 직접 표현하는 방법이 그렇게 억지스러운 것은 아닙니다. 그러나 단 한 명도 좋아한다고 말한 사람이 없었으므로, 저에게는 “죽은 앵무새”입니다.

클래스를 curry나 closure 대신 partial이라고 부르는 것에 동의하므로, 이 PEP의 제안을 그에 따라 수정했습니다. 그러나 모든 곳에서 그런 것은 아닙니다: 당시 논의의 흐름을 보여주기 위해 ‘curry’에 대한 일부 부정확한 참조는 남겨두었습니다.

오른쪽에서 인자를 부분 적용하거나 임의의 위치에 인자를 삽입하는 것은 그 자체로 문제를 야기하지만, 좋은 구현과 혼란스럽지 않은 의미론이 발견될 때까지 배제해서는 안 된다고 생각합니다.

Carl Banks는 실제 함수형 클로저(functional closure)로서 구현을 게시했습니다:

def curry(fn, *cargs, **ckwargs):
    def call_fn(*fargs, **fkwargs):
        d = ckwargs.copy()
        d.update(fkwargs)
        return fn(*(cargs + fargs), **d)
    return call_fn

그는 이것이 더 효율적이라고 확신했습니다.

또한 Pyrex로 클래스를 코딩하여 C로 코딩했을 때 성능이 얼마나 향상될 수 있는지 추정했습니다:

cdef class curry:
    cdef object fn, args, kw

    def __init__(self, fn, *args, **kw):
        self.fn=fn
        self.args=args
        self.kw = kw

    def __call__(self, *args, **kw):
        if self.kw: # from Python Cookbook version
            d = self.kw.copy()
            d.update(kw)
        else:
            d=kw
        return self.fn(*(self.args + args), **d)

Pyrex에서의 성능 향상은 중첩 함수(nested function) 구현에 비해 100% 미만입니다. 이는 완전히 일반적이기 위해 Python API 호출을 통해 작동해야 하기 때문입니다. 같은 이유로 C 구현도 훨씬 빠르지 않을 것이므로 C로 코딩된 내장 함수에 대한 주장은 그리 강력하지 않습니다.

요약 (Summary)

표준 라이브러리에 함수 및 기타 호출 가능한 객체를 부분 적용할 수 있는 수단이 있어야 한다고 생각합니다.

표준 라이브러리 모듈 functional은 partial의 구현과 커뮤니티가 원하는 다른 고차 함수를 포함해야 합니다. 그러나 그곳에 속할 수 있는 다른 함수들은 이 PEP의 범위를 벗어납니다.

구현, 문서 및 단위 테스트(SF 패치 931005, 931007, 931010)에 대한 패치가 제출되었지만 아직 체크인되지 않았습니다.

Hye-Shik Chang의 C 구현도 제출되었지만, Python 구현이 최적화할 가치가 있을 만큼 충분히 유용하다는 것이 입증될 때까지는 포함되지 않을 것으로 예상됩니다.

참고 자료 (References)

https://mail.python.org/pipermail/python-dev/2006-March/062290.html Patches 931005, 931007, and 931010. http://aspn.activestate.com/ASPN/Cookbook/Python/Recipe/52549

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