[Final] PEP 468 - Preserving the order of **kwargs in a function.
원문 링크: PEP 468 - Preserving the order of **kwargs in a function.
상태: Final 유형: Standards Track 작성일: 05-Apr-2014
PEP 468 – 함수 내 **kwargs 순서 유지
개요 (Abstract)
함수 정의에서 **kwargs 구문은 다른 이름 있는 매개변수에 해당하지 않는 모든 키워드 인자(keyword arguments)를 수집하도록 인터프리터에 지시합니다. 그러나 Python은 수집된 키워드 인자들이 함수에 전달된 순서를 보존하지 않았습니다. 특정 맥락에서는 이 순서가 중요할 수 있습니다. 이 PEP는 수집된 키워드 인자들이 함수 본문에서 정렬된 매핑(ordered mapping)으로 노출되어야 함을 규정합니다.
동기 (Motivation)
Python의 함수 정의 내 **kwargs 구문은 키워드 인자를 동적으로 처리하는 강력한 수단을 제공합니다. 이 구문의 일부 응용 분야(사용 사례 참조)에서는 수집된 키워드 인자에 적용되는 의미론(semantics)이 순서 보존을 요구합니다. 놀랍지 않게도, 이는 OrderedDict가 dict와 어떤 관계를 가지는지와 유사합니다.
기존에는 순서를 보존하려면 실제 함수 호출과 별개로 수동으로 처리해야 했습니다. 이는 OrderedDict 또는 2-튜플(tuple)의 이터러블(iterable)과 같은 정렬된 매핑을 구축한 다음, 이를 단일 인자로 함수에 전달하는 방식을 포함했습니다. 이 PEP에서 설명하는 기능을 통해 이러한 불필요한 반복적인 코드(boilerplate)는 더 이상 필요 없게 됩니다.
Alyssa (Nick) Coghlan은 일부 사용 사례에 대해 “이것들은 모두 오늘날에도 가능하지만, 키워드 인자를 사용해서는 안 됩니다. 제 생각에 해결해야 할 문제는 키워드 인자가 소스 코드에 명확한 순서를 가지고 있기 때문에 이러한 경우에 작동해야 할 것처럼 보인다는 것입니다. 작동하지 않는 유일한 이유는 인터프리터가 그 순서 정보를 버리기 때문입니다. 이는 언어 기능이 특정 상황에서 ‘매력적인 골칫거리(attractive nuisance)’가 되는 전형적인 사례입니다. 위 사용 사례에 대한 간단하고 명백한 해결책은 Python의 복잡한 인자 처리 방식을 확실히 이해하지 못한다면 명확하지 않은 이유로 실제로는 작동하지 않습니다.”라고 잘 요약했습니다.
이러한 관찰은 수년간 이 제안이 나타난 것과 사람들이 OrderedDict의 생성자에 대해 혼란스러워했던 수많은 사례들에 의해 뒷받침됩니다.
사용 사례 (Use Cases)
Alyssa가 언급했듯이, **kwargs의 현재 동작은 순서가 중요할 것으로 예상되는 경우에 직관적이지 않습니다. 아래에 설명된 더 구체적인 경우 외에도, 일반적으로 “반복 순서를 제어하고 단일 호출에서 필드 이름과 값을 설정하려는 모든 것”이 잠재적으로 이점을 얻을 것입니다. 이는 정렬된 타입(ordered types)을 위한 팩토리(예: __init__())의 경우에 중요합니다.
직렬화 (Serialization)
OrderedDict는 정렬된 kwargs로부터 분명히 이점을 얻을 것입니다 (__init__() 및 update() 모두). 그러나 이 이점은 직렬화 API에도 확장됩니다:
직렬화 맥락에서, 우리가 배운 중요한 교훈 중 하나는 임의의 순서가 불필요한 차이(spurious diffs)를 최소화하려는 경우 문제가 되며, 정렬은 간단한 해결책이 아니라는 것입니다. doctest와 같은 도구는 불필요한 차이를 전혀 허용하지 않지만, 종종 정렬 기반의 해결책을 받아들입니다. 키-값 쌍의 표시 순서를 제어하기 위해 키워드 인자를 사용하는 것이 매우 바람직한 경우는 다음과 같습니다:
- CLI 출력에서
key:value쌍을 출력할 때 - CSV에서 의미 있는 이름을 열 순서에 매핑할 때
- XML에서 특정 순서로 속성 및 요소를 직렬화할 때
- JSON 및 YAML과 같은 사람이 읽을 수 있는 형식에서 특정 순서로 맵 키를 직렬화할 때 (특히 소스 제어 하에 놓일 경우)
디버깅 (Debugging)
Raymond Hettinger의 말에 따르면:
“인자가 생성된 순서대로 나타나면 디버깅이 더 쉬워집니다. 제가 아는 한, 이들을 뒤섞는 것은 아무런 목적에도 부합하지 않습니다.”
기타 사용 사례 (Other Use Cases)
- Mock 객체 (Mock objects)
- 객체 표현 제어 (Controlling object presentation)
- 기본값을 지정할 수 있는 대체
namedtuple() - 순서에 따른 인자 우선순위 지정 (Specifying argument priority by order)
우려 사항 (Concerns)
성능 (Performance)
이미 언급했듯이, 정렬된 키워드 인자 아이디어는 여러 차례 제기되었습니다. 매번 동일한 반응에 부딪혔는데, 키워드 인자 순서 보존이 함수 호출 성능에 충분히 악영향을 미쳐서 할 가치가 없다는 것이었습니다. 그러나 Guido는 다음과 같이 언급했습니다:
”**kwds를 정렬하는 것은 여전히 열려 있지만, 이점을 얻지 못하는 함수 호출의 속도를 늦추지 않도록 신중한 설계 및 구현이 필요합니다.”
아래에서 언급하겠지만, 복잡성을 증가시키는 대가로 이를 해결할 방법들이 있습니다. 궁극적으로 가장 간단한 접근 방식은 가장 합리적인 방식입니다: 수집된 키워드 인자를 OrderedDict에 팩(pack)하는 것입니다. 그러나 OrderedDict의 C 구현이 없으면 논의할 것이 많지 않았습니다. 이는 Python 3.5에서 변경되었습니다.
참고: Python 3.6에서는 dict가 순서 보존(order-preserving)을 합니다. 이는 성능 우려를 사실상 없앱니다.
다른 Python 구현 (Other Python Implementations)
고려해야 할 또 다른 중요한 문제는 새로운 기능이 여러 Python 구현을 인지해야 한다는 것입니다. 언젠가는 각 구현이 정렬된 kwargs를 구현할 것으로 예상됩니다. 이와 관련하여 이 아이디어에 문제가 없는 것으로 보입니다. 주요 Python 구현에 대한 비공식 설문조사에 따르면 이 기능은 큰 부담이 되지 않을 것입니다.
명세 (Specification)
버전 3.6부터 Python은 함수에 전달된 키워드 인자의 순서를 보존합니다. 이를 위해 수집된 kwargs는 이제 정렬된 매핑(ordered mapping)이 될 것입니다. 이것이 반드시 OrderedDict를 의미하는 것은 아닙니다. CPython 3.6의 dict는 PyPy처럼 이제 순서가 보존됩니다.
이것은 정의에서 **kwargs 구문을 사용하여 지정되지 않은 키워드 인자들을 수집하는 함수에만 적용됩니다. 해당 키워드 인자들의 순서만 보존됩니다.
**-언패킹(unpacking) 구문과의 관계
함수 호출의 ** 언패킹 구문은 이 제안과 특별한 관련이 없습니다. 언패킹을 통해 제공되는 키워드 인자는 현재와 동일하게 처리됩니다: 정의된 매개변수와 일치하는 것은 해당 위치로 수집되고, 나머지는 정렬된 kwargs로 수집됩니다 (다른 일치하지 않는 키워드 인자와 마찬가지로).
dict와 같이 정의되지 않은 순서의 매핑을 언패킹하는 것은 정상적으로 반복 순서를 보존합니다. 단지 그 순서가 정의되지 않은 상태로 유지될 뿐입니다. 언패킹된 키-값 쌍이 팩(pack)될 정렬된 매핑은 어떤 대체 순서도 제공할 수 없을 것입니다. 이는 놀라운 일이 아닙니다.
매핑을 언패킹하고 다시 팩하는 대신 함수 kwargs로 직접 전달하는 것에 대한 간략한 논의가 있었지만, 이는 이 제안의 범위를 벗어나며 아마도 좋은 아이디어도 아닙니다. (그 논의가 간략했던 이유가 있습니다.)
inspect.Signature와의 관계
Signature 객체는 변경될 필요가 없습니다. inspect.BoundArguments의 kwargs 매개변수 (Signature.bind() 및 Signature.bind_partial()에 의해 반환됨)는 dict에서 OrderedDict로 변경될 것입니다.
C-API
변경 없음.
문법 (Syntax)
이 제안에 의해 추가되거나 변경되는 문법은 없습니다.
하위 호환성 (Backward-Compatibility)
다음과 같은 변경 사항이 있습니다:
kwargs의 반복 순서가 이제 일관될 것입니다 (물론 위에서 설명한 경우 제외).
참조 구현 (Reference Implementation)
CPython의 경우 할 일은 없습니다.
대안적 접근 방식 (Alternate Approaches)
Opt-out Decorator
이것은 현재 제안과 동일하지만, Python이 functools 모듈에 데코레이터(decorator)를 제공하여 수집된 키워드 인자가 OrderedDict 대신 일반 dict에 팩되도록 합니다.
예측 (Prognosis): 성능이 일부 특이한 경우에 현저하게 다르거나, 다른 하위 호환성 문제가 있어 달리 해결할 수 없는 경우에만 필요할 것입니다.
Opt-in Decorator
현재 상태는 변경되지 않을 것입니다. 대신 Python은 functools에 데코레이터를 제공하여 장식된 함수가 정렬된 키워드 인자를 받도록 등록하거나 표시할 것입니다. 호출 시 함수를 확인하는 성능 오버헤드는 미미할 것입니다.
예측 (Prognosis): 유일한 실제 단점은 래퍼(wrapper) 정의에 kwargs를 사용하고 래핑된 함수 호출에 kwargs 언패킹을 사용하여 키워드 인자를 완벽하게 보존하려는 함수 래퍼 팩토리(예: functools.partial 및 많은 데코레이터)의 경우입니다. 각 래퍼를 개별적으로 업데이트해야 하지만, functools.wraps()가 이를 자동으로 수행하도록 하면 도움이 될 것입니다.
__kworder__
키워드 인자의 순서는 호출 시 별도로 리스트(list)에 저장될 것입니다. 이 리스트는 함수 로컬(locals)에서 __kworder__에 바인딩될 것입니다.
예측 (Prognosis): 이 역시 래퍼 사례를 복잡하게 만듭니다.
더 빠른 반복을 가진 컴팩트 dict (Compact dict with faster iteration)
Raymond Hettinger는 dict에 삽입 순서를 보존하는(dict의 첫 번째 삭제 전까지) dict 구현 아이디어를 제시했습니다. 이는 kwargs에 완벽하게 적합할 것입니다.
예측 (Prognosis): 이 아이디어는 실현 가능성과 시간 프레임 모두에서 여전히 불확실합니다.
참고: Python 3.6에는 이제 이 dict 구현이 있습니다.
***kwargs
이는 **kwargs와 상호 배타적인 병렬로 함수 시그니처(signature)에 새로운 형식을 추가할 것입니다. 새로운 구문 ***kwargs (별표 3개에 유의)는 kwargs가 키워드 인자의 순서를 보존해야 함을 나타낼 것입니다.
예측 (Prognosis): 새로운 문법은 가장 심각한 상황에서만 Python에 추가됩니다. 다른 사용 가능한 해결책이 있는 경우, 새로운 문법은 정당화될 수 없습니다. 더욱이, 모든 옵트인(opt-in) 해결책과 마찬가지로, 새로운 문법은 통과(pass-through) 사례를 복잡하게 만들 것입니다.
annotations
이것은 데코레이터 접근 방식의 변형입니다. 함수를 표시하기 위해 데코레이터를 사용하는 대신, **kwargs에 함수 어노테이션(annotation)을 사용할 것입니다.
예측 (Prognosis): 통과 복잡성 외에도, 어노테이션은 Python 코어 개발에서 적극적으로 권장되지 않았습니다. 순서 보존을 위한 옵트인에 어노테이션을 사용하는 것은 다른 애플리케이션 수준의 어노테이션 사용과 충돌할 위험이 있습니다.
dict.__order__
dict 객체는 __order__라는 새로운 속성을 가질 것이며, 기본값은 None이고 kwargs의 경우 인터프리터는 위에서 __kworder__에 대해 설명한 것과 동일한 방식으로 이를 사용할 것입니다.
예측 (Prognosis): kwargs 성능에는 영향을 미치지 않지만, 변경 사항은 상당히 침해적(intrusive)일 것입니다 (Python은 dict를 많이 사용합니다). 또한 래퍼의 경우 인터프리터는 __order__를 보존하도록 주의해야 할 것입니다.
KWArgsDict.__order__
이것은 dict.__order__ 아이디어와 동일하지만, kwargs는 __order__ 속성을 제공하는 새로운 최소 dict 서브클래스의 인스턴스가 될 것입니다. dict는 변경되지 않을 것입니다.
예측 (Prognosis): 단순히 OrderedDict로 전환하는 것이 덜 복잡하고 더 직관적인 변경입니다.
감사 (Acknowledgements)
유용한 피드백을 제공해준 Andrew Barnert와 과거 모든 이메일 스레드 참가자들에게 감사드립니다.
참고 문헌 (References)
https://peps.python.org/pep-0468/ https://mail.python.org/pipermail/python-ideas/2014-April/027512.html https://mail.python.org/pipermail/python-ideas/2009-April/004163.html https://mail.python.org/pipermail/python-dev/2007-February/071310.html https://mail.python.org/pipermail/python-dev/2012-December/123028.html https://mail.python.org/pipermail/python-dev/2012-December/123105.html https://mail.python.org/pipermail/python-dev/2013-May/126327.html https://mail.python.org/pipermail/python-ideas/2009-April/004163.html https://mail.python.org/pipermail/python-dev/2013-May/126404.html http://bugs.python.org/issue16991 https://mail.python.org/pipermail/python-dev/2012-December/123100.html
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