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CHAP 08

함수 정의 및 호출

  • 프로시저(Procedure): 한 그룹의 계산과정을 추상화하는 메커니즘.
    • 반환 값이 없음
    • 매개변수나 비지역 변수를 변경함
  • 함수(Function): 반환 값이 있으므로 식에 나타날 수 있음
    • 매개변수나 비지역 변수 값 변경은 선택사항
  • 타입 없는 함수 정의
    • Lisp/Scheme, JavaScript, Python은 변수의 타입을 선언하지 않고 바로 사용 가능 -> 함수를 정의할 때도 타입을 선언하지 않음
  • 사례
    • C,C++,Java,Python,S: 오직 함수만 있고 프로시저는 반환 타입이 void
    • Ada: procedure와 function을 구분함
    • Modula-2: 모두 프로시저. 함수는 반환 값이 있는 프로시저.

매개변수 전달

  • 형식 매개변수(formal parameter): 선언에서 사용된 매개변수
  • 실 매개변수(actual parameter): 호출에서 사용된 매개변수로 인자(argument)라고도 함
  • 매개변수 전달: 호출 시에 실 매개변수와 형식 매개변수를 매칭하는 것
    • 전달 방법: 값 전달, 참조 전달, 값-결과 전달, 이름 전달

1. 값 전달 pass by value

  1. 식(expression)인 실 매개변수 값들을 계산함
  2. 계산된 값들을 대응되는 형식 매개변수에 전달(복사 or 초기화)함
  3. 본체를 실행함
  • 문제: 값전달만 사용하면 swap이 불가능함

2. 참조 전달 pass by reference

  • 참조 전달 방법
  1. 실 매개변수의 위치(주소)가 계산되어 형식 매개변수에 전달 -> 실 매개변수는 할당된 위치가 있는 변수여야 함
  2. 형식 매개변수 사용: 자동 주소 참조(dereferncing)가 이루어져 실 매개변수를 접근
    • 형식 매개변수를 변경하면 자동적으로 실 매개변수가 변경됨
  • 실 매개변수와 형식 매개변수의 이명(aliasing)
  • c언어에서 참조 전달 효과 내기
    • c는 원칙적으로 값 전달만 제공하나 포인터 타입이 있음
    • 참조 전달 효과: 포인터값(위치/주소)를 명시적으로 전달하여 낼 수 있음
    • 주소 참조(dereferencing): 함수 내에서 주소참조는 프로그래머가 명시적으로 해야함
    • 사실상 프로그래머가 참조 전달을 구현
  • 참조 전달의 문제점: 이름이 다르면 다른 변수라 생각하기 쉬움. -> aliasing 발생 (하나에게 여러개가 대응될 수 있는 문제)

3. 값-결과 전달 pass by value-result (copy-in, copy-out)

  • 호출 시: 실 매개변수 값은 형식 매개변수에 전달(복사)
  • 반환 시: 형식 매개변수 값을 실 매개변수에 역으로 전달(복사)
  • 참조 전달과 다른점: 참조전달과 비슷한 효과낼 수 있지만, aliasing이 발생하지 않음 (참조전달이 아니기 떄문)

4. 이름 전달 pass by name

  • 게으른 계산! 사용될 때까지 버틴다
  • 이해하는 방법 1: 실 매개변수는 대응 형식 매개변수가 사용될 때까지 계산되지 않고 형식 매개변수가 사용될 때 비로소 계산됨 -> 늦게 계산된다
  • 이해하는 방법 2: 형식 매개변수를 실 매개변수 이름으로 대치하고 실행한다고 생각 할 수 있음
  • 함수형 언어의 지연 계산(delayed evaluation) (=lazy evaluation)에서 사용됨

사례

  • pdf 참고..

함수와 바인딩

  • 선언된 이름(식별자)의 유효범위(scope): 선언된 변수 혹은 함수 이름이 유효한(사용 가능한) 프로그램의 범위 혹은 영역
  • 정적 유효범위(static scope) 규칙: 선언된 이름은 선언된 블록 내에서만 유효. 대부분 언어에서의 표준 규칙
  • 동적 유효범위(dynamic scope) 규칙: 선언된 이름은 선언된 블록의 실행이 끝날 때까지 유효함. 실행 경로에 따라 유효범위가 달라질 수 있음
  • 수식 혹은 문장의 의미 파악: 유효한 변수/함수(이름에 대한)에 대한 속성 or 바인딩 정보가 필요함
    • 변수의 속성
      • 변수의 선언된 타입
      • 변수 이름의 유효범위
      • 변수의 값 or 위치
    • 함수의 속성
      • 함수의 선언된 타입
      • 함수 이름의 유효범위
      • 함수의 코드 위치
  • 바인딩: 이름을 어떤 속성과 연관 짓는 것
    • 보통 변수,상수,함수 등의 이름(식별자)을 속성과 연관 짓는 것
    • 정적 바인딩: 컴파일 시에 한번 이루어지고 실행 동안 변하지 않고 유지됨. 정적 바인딩되는 속성은 정적 속성
    • 동적 바인딩 : 실행 중에 이루어지는 바인딩으로 실행 중에 속성이 바뀔 수도 있음. 동적 바인딩되는 속성은 동적 속성
  • 바인딩 정보 관리
    • 유효한 이름(식별자)
      • 프로그램 각 지점에서 유효한 변수,함수 이름들은 다름
      • 프로그램 각 지점에서 유효한 이름들에 대한 바인딩 정보를 유지 관리해야 함
    • 컴파일러/인터프리터
      • 프로그램을 한 줄씩 읽으면서 번역/해석함
      • 프로그램의 각 지점에서 유효한 이름들에 대한 바인딩 정보를 이용하여 번역/해석함
  • 심볼 테이블(Symbol Table): 유효한 바인딩 정보를 유지/관리하기 위한 자료 구조. 환경(environment)라고도 함
    • 컴파일러: 심볼 테이블에 컴파일하기 위해 필요한 변수 또는 함수의 바인딩 정보 유지 관리
      • 타입 검사기: 심볼 테이블에 변수 or 함수의 타입 정보 유지 관리 (stack 형태)
    • 인터프리터: 심볼 테이블에 해석해서 실행하기 위해 필요한 변수의 값, 함수의 코드 위치 등 유지 관리

함수의 타입 검사

  • pdf 참고
  • 타입 검사 구현 : 함수 정의 
    public static Type Check(Function f,TypeEnv te){
    te.push(f.id,new Prototype(f.type,f.params)); //recursion일 경우 함수 타입 추가 
    for (Decl d:f.params)
        te.push(d.id,d.type); 
    Type t=Check(f.stmt,te); //함수 본체 타입 검사 
    for (Decl d:f.params)
        te.pop()
    te.pop() //함수 타입 제거 
    if (t==f.type){ //리턴 타입 비교
        te.push(f.id,new Prototype(f.type,f.params)); //타입 검사된 함수 타입 추가 
        return f.type
    }else{
        error(f,"incorrect return type");
        return Type.ERROR; 
    }
}
  • 타입 검사 구현: 함수 호출 
    static Type Check(Call c,TypeEnv te){
    if (!te.contains(c.fid)){
        error(c,"undefined function: "+c.fid);
        return c.type
    }
    Exprs args=c.args;
    ProtoType p=(ProtoType) te.get(c.fid); 
    c.type=p.result; 
    if (args.size() ==p.params.size()){ //인수와 매개변수 비교 
        for (int i=0;i<args.size();i++){
            Expr e=(Expr) args.get(i);
            Type t1=Check(e,te);
            Type t2=((Decl) p.params.get(i)).type; 
            if (t1!=t2)
                error(c,"argument type does not match parameter"); 
        }
    }
    //... 
    return c.type; 
}