[Java] 반복문을 파이프라인으로 바꿔라

코딩테스트를 준비하면서 프로그래머스에서 제공하는 문제들을 다시 풀어보고 있다. 완주하지 못한 선수라는 문제를 풀던 중, 문득 리팩터링이라는 책에서 반복문을 파이프라인으로 바꿔라는 격언이 있었다는 사실이 떠올랐다. 기존에 반복문으로 쓰여진 코드들을 모두 파이프라인으로 변경해보기로 결정했다.

파이프라인은 함수형 프로그래밍의 기법 중 하나인데, 데이터 처리를 여러 단계로 처리하는 구조를 말한다.

리팩터링

반복문으로 짠 코드

class Solution {
    public String solution(String[] participant, String[] completion) {
        String answer = "";
        HashMap<String, Integer> pm = new HashMap<>();
        for (String element: participant){
            pm.put(element, pm.getOrDefault(element, 0)+1);
        }
        for (String element: completion){
            pm.put(element, pm.get(element)-1);
        }
        for (String key: pm.keySet()){
            if(pm.get(key) != 0){
                answer += key;
            }
        }
        return answer;
    }
}

옛날에 같은 문제를 풀었을 당시에 해결했던 코드는 다음과 같다. for문이 세 번이나 반복되는 코드인데, 로직 코드가 코드 블럭으로 둘러싸여 있는 탓에 한 눈에 읽히지 않는다.

파이프라인으로 짠 코드

class Solution {
    public String solution(String[] participant, String[] completion) {
        Map<String, Integer> map = new HashMap<>();
        Arrays.stream(participant)
            .forEach(s -> map.put(s, map.getOrDefault(s, 0)+1));
        Arrays.stream(completion)
            .forEach(s -> map.put(s, map.get(s)-1));
        Optional<String> answer = map.keySet().stream()
            .filter(k -> map.get(k)!=0)
            .findFirst();
        return answer.get();
    }
}

이번에 문제를 풀 때는 조언에 따라 파이프라인을 적용하였다. 모든 반복문을 Stream으로 변경하였는데, 실제로 코드가 간결해졌고 읽기 쉬운 코드가 되었다.

파이프라인의 장점은 데이터를 어떻게(how) 조작하는가가 아니라 어떤(what) 작업을 하는가에 포커싱을 하여 코드의 의도가 잘 드러난다는 데에 있다는 것을 이번 문제 풀이를 통해서 알 수 있었다.

항상 좋은 건 아니다?

리팩터링이나 클린코드에서는 퍼포먼스 측면도 중요하지만, 결국 사람이 읽기 쉬운 코드가 더 좋은 코드라고 했다. 그렇게 생각하면 파이프라인으로 짜여진 코드는 장점밖에 없지 않는가? 동일한 작업을 가독성 좋은 코드로 짤 수 있다니. 하지만 내 생각과는 다르게 인터넷에는 부정적인 내용들이 있었다.

한 글에서는 퍼포먼스 측면에서 반복문과 Stream의 극적인 차이가 있기 때문에 사용을 자제해야 한다고 했다. 실제로 나는 반복문으로 짜여진 코드와 파이프라인을 이용한 코드의 속도 차이가 얼마나 나는지가 궁금했고, 그래서 두 코드의 속도 차이를 비교해보았다.

결과적으로 어떤 것을 사용하든 비슷한 실행시간이 나왔다. 아니 때로는 오히려 파이프라인을 사용할 때 더 좋은 퍼포먼스를 보여주기도 했다.

결론

앞선 코드 실행 결과를 두고보면 그렇게 걱정하지 않아도 될 수준이다. 자바8이 나온 당시에는 함수형 프로그래밍의 기법들이 적용된 시점이었기에 최적화에 문제가 있었을 지도 모르겠다. 하지만 지금은 자바16까지 나온만큼 많은 최적화를 거쳤을 것이다.

무엇보다 퍼포먼스만을 위해서 가독성을 포기하는 것은 유지보수 측면에서 더 큰 비용을 야기할 수 있다. 일반적인 경우에는 파이프라인을 통해 기능을 개발하되, 크리티컬한 성능 저하가 있는 경우에 반복문을 사용하면 해결될 일이다.