sicp ch2 4 - andstudy/forge GitHub Wiki

한 프로그램을 설계할 때 그 프로그램에서 다루고자 하는 데이터를 어떻게 구현했는지가 외부에 드러나지 않도록 프로그램의 체계를 잡아가는 방법

2.1.1절에서처럼 리스트 구조로, 유리수를 표현하는 방식과 그런 유리수를 쓰는 방식을 서로 갈라놓을 수 있도록 둘 사이에 요약의 경계(간추림 경계)를 세운 다는것

데이터 요약을 통해 요약의 경계를 긋는 다는 것은 복잡한 설계를 다루는 데 더할 나위 없이 뛰어난 수단이 된다.(큰 프로그램의 설계를 작은 일로 나누어 다룰 수 있음 즉 모듈화)

• '''하. 지. 만''' 한 데이터를 표현하는 방식에도 여러 가지가 있을 수 있음

프로그래밍 시스템 설계라는 것 자체가 여러 사람이 오랜 시간에 걸쳐 함게 하는 일

데이터 요약을 통해 데이터의 표현법과 쓰임새를 떼어놓을 수 있도록 데이터 사이에 요약의 경계를 세워야 함은 기본이고, 서로 다른 설계 방식 사이에도 요약의 경계를 잡아서 한 프로그램 속에 서로 다른 설계 방식 사이에도 요약의 경계를 잡아서 한 프로그램 속에 서로 다른 설계 방식이함께 자리 잡을 수 있도록 해야 한다.

프로그래머가 모듈 설계나 구현을 손보지 않고 있는 그대로 큰 시스템 속에 덧붙여 넣을 수 있는 방식이 필요하다

한 프로그램 속에서 여러 방식으로 표현된 데이터를 어떻게 다루는지 알아보자.

한 데이터를 표현하는 방식이 하나가 아닐 때 이런 데이터들을 받아들여 정해진 연산을 해 낼 수 있도록 정의된 프로시저를 말한다.

타입표시(type tag)

• 일반화된 프로시저를 정의할때 주로 쓰는 기법으로 데이터 속에 그표현 방식을 알려주는 글귀로 타입표시(type tag)를 붙여서 프로시저가 그 표시를 읽고 그에 맞추어 데이터를 처리하도록 하는 것.

1. 단순한 복소수 연산

2. 직각 좌표와 극 좌표 표현을 설계

3. 타입 표시와 데이터 중심 방식에 따라 여러 표현 방식을 간추림

4. 복소수의 표현 방식을 가리지 않게 일반화 된 고르개를 정의, 복소수 연산을 정의

단순한 복소수 연산

• 복소수

  • 실수와 허수축으로 이루어진 이차원 공간에서 그 평면 위에 놓인 점의 집합

  • 복소수 연산 구현

  • real-part, imag-part, magnitude, angle

  • 복소수를 짜맞추은 프로시저

  • make-from-real imag : 실수부와 허수부로 이루어진 복소수를 내놓음

  • make-from-mag-ang : 크기와 각도를 받아서 복소수를 만들어 냄

  • 복소수 산술 연산을 구현

  • add-complex, sub-complex (실수부와 허수부를 사용)

  • mul-complex, div-complex (크기와 각을 사용)

• 직각 좌표와 극 좌표 표현을 설계

• 직각 좌표에 따라 쌍으로 복소수를 표현(실수부, 허수부) 방식과 극좌표(크기, 각도)

• 에 따라 쌍으로 복소수를 표현하는 방식 두가지 중 어느쪽을 따르는게 좋을까?

• '''그때 그때 달라요~'''

  • 즉, 데이터 요약(데이터 간추리기)원칙에 따르면 무엇을 쓰든 복소수 연산은
  • 똑같은 방법으로 구현 할 수 있어야 하며, 이 연산들은 두 표현 방식 모두와 잘
  • 맞물려 돌아가야 한다.

타입 표시와 데이터 중심 방식에 따라 여러 표현 방식을 간추림

• 데이터 요약이란?

  • 판단을 한껏 미루자는 원칙에 따라 프로그램을 설계하는것(runtime?)
  • 고르개와 짜맞추개 연산으로 요약한 데이터 사이에 요약의 경계를 잡아 놓으면 데이터의 판단을 뒤로 미룰 수 있으므로, 시스템을 설계하는 일에서 선택의 폭이 그만큼 넓어진다.

• 타입 표시(type-tag)

  • 데이터의 표현 방식이 무엇인지 알 수 있도록 정의하는것
  • 예제로 든 모든 복소수 물체에 타입 표시가 붙어 있기 때문에, 예제의 표현 방식이 한 시스템에 자리잡게 만들 수 있다.

• 복수수의 표현 방식을 가리지 않게 일반화 된 고르개를 정의, 복소수 연산을 정의

• 물체에 붙은 표시를 살펴보고, 알맞은 프로시저를 호출 할 수 있게 됨

  (define (attach-tag type-tag contents) (cons type-tag contents)) (define (type-tag datum) (if (pair? datum) (car datum) (error "Bad tagged datum -- TYPE-TAG" datum))) (define (contents datum) (if (pair? datum) (cdr datum) (error "Bad tagged datum -- CONTENTS" datum)))

  (define (rectangular? z) (eq? (type-tag z) 'rectangular))

  (define (real-part z) (cond ((rectangular? z) (real-part-rectangular (contents z))) ((polar? z) (real-part-polar (contents z))) (else (error "Unknown type -- REAL-PART" z))))

• 일반화된 연산으로 정의 되기 때문에 달리 손보지 않더라도 두 표현 방식과 잘 맞물려 돌아간다.

고르개 연산이 데이터 타입을 가리지 않고 돌아가느 까닭은, 데이터 물체마다 타입을 나타내는 표시가 붙어 있기 때문이다.

고르개 연산은 저마다 인자로 받은 데이터 타입에 따라 알맞은 방식으로 돌아가게끔 정의되어 있다.

층과 층 사이에서 데이터를 주고 받으며 표시를 붙였다 뗐다 하는 기법은, 큰 프로그램을 짜맞출 때 쓸 수 있는 중요한 방법이다.

• 일반화된 인터페이스 프로시저를 만들고자 할 때 모든 표현방식을 미리 알아야 한다.

• 따로 설계된 여러 데이터 표현을 뭉쳐서 한 시스템으로 엮어 내는데 서로 다른 표현 속에서 똑같이 이름 지은 프로시저가 없다는 사실이 뒷받침 되어야 한다.

• 새로운 표현을 받아 들일 때마다 일반화된 고르개 연산을 그에 맞게 고쳐야 할 뿐 아니라, 따로 만든 여러 표현을 이어 붙일 적에도 같은 이름을 쓰는 일이 없도록 모든 코드를 손봐야 한다. 이러한 약점을 걷어내기 위해서 훨씬 더 모듈 방식에 맞게 시스템 을 설계하는 방법이 필요하다.

• 이른바 '''데이터 중심 프로그래밍'''이 이런 문제를 푸는 데 쓸 수 있는 기법 가운데 하나이다.

• 데이터 중심 프로그래밍

  • 프로그램을 짤 때 아래 표와 같이 서로 다른 여러 데이터 타입 사이에 공통된 연산을 다룸
  • 연산과 타입을 두축으로 하는 이차원 표를 다루는 것과 같다. 프로그램을 짤 때 이런 표를 곧바로 쓸 수 있도록 하여 이를 바탕으로 일반화된 연산을 구현하는 기법
  • 이차원 표 속에 타입과 연산이 만나는 자리에는 그 타입에 알맞은 연산을 구하는 프로시저가 들어 있다.

인터페이스 구현

• 연산이름과 인자 타입에 따라 표에서 알맞은 프로시저를 찾아내어 그 프로시저를

• 인자의 내용물에 적용하는 일을 한다.

• (put <''op''> <''type''> <''item''>)

• <''op''>와 <''type''>으로 <''item''>을 꺼내 쓸 수 있도록 <''item''>을 표에 집어 넣는다.

• (get <''op''> <''type''> <''item''>)

• 표에서 <''op''>, <''type''>자리에 있는 원소를 꺼내온다. 그런 원소가 표에 없으면 거짓이라고 답한다.

꾸러미 내부에 프로시저가 정의되기 때무에 이름이 겹쳐질 걱정은 없다.

프로시저 정의 후 연산-타입 표에 집어 넣어서 시스템에 맞물리도록 만든다.

일반화된 고르개 연산을 정의하기 위해 표에서 알맞은 프로시저를 꺼냄 연산 이름과 인자 타입에 맞는 프로시저를 찾아낸 다음 그 프로시저를 인자에 적용하는 apply-generic이라는 연산을 정의하여 사용

   (define (install-rectangular-package)
  ;; internal procedures
  (define (real-part z) (car z))
  (define (imag-part z) (cdr z))
  (define (make-from-real-imag x y) (cons x y))
  (define (magnitude z)
    (sqrt (+ (square (real-part z))
             (square (imag-part z)))))
  (define (angle z)
    (atan (imag-part z) (real-part z)))
  (define (make-from-mag-ang r a) 
    (cons (* r (cos a)) (* r (sin a))))
  ;; interface to the rest of the system
  (define (tag x) (attach-tag 'rectangular x))
  (put 'real-part '(rectangular) real-part)
  (put 'imag-part '(rectangular) imag-part)
  (put 'magnitude '(rectangular) magnitude)
  (put 'angle '(rectangular) angle)
  (put 'make-from-real-imag 'rectangular 
       (lambda (x y) (tag (make-from-real-imag x y))))
  (put 'make-from-mag-ang 'rectangular 
       (lambda (r a) (tag (make-from-mag-ang r a))))
  'done)


(define (apply-generic op . args)
  (let ((type-tags (map type-tag args)))
    (let ((proc (get op type-tags)))
      (if proc
          (apply proc (map contents args))
          (error
            "No method for these types -- APPLY-GENERIC"
            (list op type-tags))))))



Using apply-generic, we can define our generic selectors as follows:



(define (real-part z) (apply-generic 'real-part z))
(define (imag-part z) (apply-generic 'imag-part z))
(define (magnitude z) (apply-generic 'magnitude z))
(define (angle z) (apply-generic 'angle z))

데이터 물체가 연산 이름을 메시지 처럼 받는다는다는 생각에서 비롯된 이름

     (define (make-from-real-imag x y)
    (define (dispatch op)
      (cond ((eq? op 'real-part) x)
            ((eq? op 'imag-part) y)
            ((eq? op 'magnitude)
             (sqrt (+ (square x) (square y))))
            ((eq? op 'angle) (atan y x))
            (else
             (error "Unknown op -- MAKE-FROM-REAL-IMAG" op))))
    dispatch)