📘 응용 5장 람다식과 함수, 스트림

1급 객체

💡

1급 객체란, 변수에 대입 가능한 객체를 1급 객체 (first class object) 라고 한다.

대표적 1급 객체 : 값, 인스턴스, 배열

함수 (function)

💡

Java8에 추가된 개념 : 함수도 1급 객체로 취급 된다.

함수란, 입력에 대해 처리 후 출력하는 것

y = 2x + 3

메서드를 변수에 대입하여 사용하는 예

import java.util.function.IntBinaryOperator;

public class Main {
    public static int add(int x, int y) {
        return x + y;
    }

    public static void main(String[] args) {
				// 미리 정의된 인터페이스
				// 위에 정의한 add() 메서드를 func 인터페이스 변수에 대입 했다.
        IntBinaryOperator func = Main::add;
        int result = func.applyAsInt(5, 3);
        System.out.println("5 + 3 = " + result);
    }
}

💡

입출력 타입만 같다면, 메서드를 변수에 대입하는 것이 가능하다. 위 코드에서는 미리 정의된 IntBinaryOperator 인터페이스 변수에 임의로 정의한 add()함수를 대입 했다.

:: (Method Reference)

💡

:: 는 메서드 레퍼런스(Method Reference)를 나타내는 연산자이다. 메서드 레퍼런스는 메서드를 참조하는 객체를 생성하는 함수형 인터페이스의 인스턴스를 생성할 때 사용된다. 메서드 레퍼런스를 사용하면 불필요한 람다 표현식을 제거하여 가독성을 향상시키고, 코드의길이를 줄일 수 있다. 예를 들어, Math 클래스의 abs 메서드를 람다 표현식으로 나타내면 다음과 같다. Function<Integer, Integer> absFunc = (x) -> Math.abs(x); 메서드 레퍼런스를 사용하면 이 코드를 다음과 같이 간단하게 나타낼 수 있다. Function<Integer, Integer> absFunc = Math::abs; :: 연산자는 메서드 레퍼런스를 참조하는 객체를 생성하는 함수형 인터페이스의 인스턴스 를 생성할 때 사용된다. 메서드 레퍼런스는 다양한 형태로 사용될 수 있으며, 메서드 이름과 클래스 이름, 생성자 이름 등을 함께 사용하여 표현된다.

메서드와 함수의 차이

💡

- 메서드는 클래스에 속하고 클래스를 조작하기 위한 일종의 함수이다. - 메서드는 이름이 있지만, 함수에게 이름은 중요하지 않다.

public static int add(int x, int y) {
		return x + y;
}

public static int 더하기(int a, int b) {
		return a + b;
}

💡

함수는 이름은 다르지만 input과 output이 같으므로, 동일한 함수라 볼 수 있다.

함수 저장용 인터페이스 선언

💡

추상 메서드가 1개인(SAM : Single Abstract Method) 인터페이스는 함수 저장 용도로 사용 가능하다

함수 저장용 범용 API

람다식 (Lambda Expression)

💡

Lambda 식 활용하여 함수 내용을 바로바로 정의해서 사용할 수 있다.

interface MyFuction {
    int call(int a, int b);
}

public class Main {
    
    public static void main(String[] args) {
				// Lambda 식을 활용한 함수 정의 및 인터페이스 객체 대입
        MyFuction func = (int a, int b) -> {
            return a + b;
        };
        
        int result = func.call(5, 3);
        System.out.println("5 + 3 = " + result);
		}
}

람다식의 표기법

정석적인 Lambda expression 표기

IntToDoubleFunction func = (int a) -> {
		return a * 3.14;
};

입력 타입 생략 가능

IntToDoubleFunction func = (a) -> {
		return a * 3.14;
};

💡

어차피 interface에 지정되어 있기 때문에 생략이 가능하다! interface내 지정된 타입 외에는 값을 줄 수 없다.

입력 값이 1개일 경우 소괄호 생략 가능

IntToDoubleFunction func = a -> {
		return a * 3.14;
};

함수의 내용이 리턴 밖에 없을 경우 중괄호 및 return 키워드 생략 가능

IntToDoubleFunction func = a -> a * 3.14;

스트림(Stream)

💡

스트림(Stream)이란? - Java Stream은 Java Collection Framework의 요소들을 처리하는데 사용된다. - 함수형 프로그래밍 개념을 도입하여 코드의 간결성과 가독성이 향상된다. (참고❗) _ 데이터 입출력에 관련된 stream과는 별개이다!! Stream의 특징

요소들을 변경하지 않는다. 대신, 요소들의 원본 데이터 소스로부터 새로운 스트림을 생성한다.

한 번에 하나의 요소만 처리한다.

중간 처리 단계와 최종 처리 단계로 나뉜다. 중간 처리 단계에서는 필터링, 매핑, 정렬 등의 처리를 수행하고, 최종 처리 단계에서는 결과를 수집한다.

병렬 처리를 지원한다.

💡

함수를 값으로 취급할 때의 이점 Java 8에 추가된 함수를 다루기 위한 범용 API Stream을 사용하면, 좀 더 함수적인 사고를 가지고 개발할 수 있다. ⇒ 함수형 프로그래밍

💡

Java Stream의 메소드

filter(): 요소들을 필터링

map(): 요소들을 변환

sorted(): 요소들을 정렬

distinct(): 중복된 요소들을 제거

limit(): 요소들의 개수를 제한

forEach(): 요소들을 반복 처리

collect(): 요소들을 수집

reduce(): 요소들을 하나로 합치기

Stream 예제 연습 1 - ArrayList 원소 처리하기

import java.util.ArrayList;
import java.util.Arrays;
import java.util.List;
import java.util.function.Predicate;

public class Main2 {

    public static void main(String[] args) {
        // 스트림 실습
        List<Integer> nums = new ArrayList<>(Arrays.asList(1, 2, 3, 4, 5, 6));
        
				// 일반적인 for문을 통한 짝수 출력
        for (int i = 0; i < nums.size(); i++) {
            if (nums.get(i) % 2 == 0) {
                System.out.println(nums.get(i) + 1);
            }
        }

        // 스트림을 활용한 출력
        nums.stream().forEach((num) -> {
            System.out.println(num); //입력이 Integer이고, 리턴이 void
        });
        
        // 위 코드 축약
        nums.stream().forEach(num -> System.out.println(num));
        
        // 한번 더 축약
        nums.stream().forEach(System.out::println);
        
				// 필터 사용 - 주어진 조건에 매치되는 것만 출력하는 법
        // Map을 사용하면 List의 타입을 변화시킬 수 있다.
        nums.stream().filter((Integer num) -> num % 2 == 0) // 짝수만 남게 하기
			               .map((num) -> num + "번") // 변환할 때 map 사용 (<T>) -> (<R>)
		                 .forEach((num) -> System.out.println(num + 1));
    }
}

Stream 예제 연습 2 - ‘박’씨 가져오기

import java.util.ArrayList;
import java.util.Arrays;
import java.util.List;
import java.util.stream.Collectors;

public class Main2 {
    
    // '박'씨 가져오기 - stream을 활용한 lambda 식 표현
    public static List<String> getParkListStream(List<String> names) {
        return names.stream().filter(name -> name.startsWith("박")).collect(Collectors.toList());
    }
    
    // '박'씨 가져오기 - 기존 for문을 활용한 표현
    public static List<String> getParkList(List<String> names) {
        List<String> results = new ArrayList<>();

        for (String name : names) {
            if (name.startsWith("박")) {
                results.add(name);
            }
        }
        return results;
    }


    public static void main(String[] args) {
        List<String> names = new ArrayList<>();
				names.add("박1");
        names.add("박2");
        names.add("이1");
        names.add("김1");
        names.add("박3");

        List<String> parks = getParkList(names);
        List<String> parks2 = getParkListStream(names);
        
        System.out.println(parks);
        System.out.println(parks2);
    }
}

💡

Stream은 모든 리턴 타입이 stream 타입이다. 그렇기에 한 줄 코딩으로 .() 할 수 있는 것이다. -> 메서드 체이닝 forEach는 맨 마지막에만 올 수 있다.

💡

지금 까지는 리스트에 각 데이터를 접근해 직접 가져와 처리했다. Stream을 사용하면, 기존 for문에서 forEach로 대체하고, 리스트 값을 forEach(람다식)을 통해 각 데이터가 Stream 형태로 줄줄히 람다식 함수를 거쳐 출력되는 형태이다. 이러한 방식을 함수형 프로그래밍이라 볼 수 있다.

for vs stream

💡

Stream은 컬렉션을 다루는데 있어서 for문보다 효율적이다. Stream은 병렬 처리에 유리하 며, 데이터를 필요한 부분만 처리하기 때문에 성능이 좋아진다. 또한, Stream은 간결한 코드 로 컬렉션을 다룰 수 있어서 가독성이 좋아진다.

📝연습 문제

5-1

package com.pkd.Exam;

public class Utils {
    public static boolean isOdd(int n) {
        return n % 2 == 1;
    }

    public static String addNamePrefix(boolean male, String name) {
        if (male == true) {
            return "Mr." + name;
        }
        return "Ms." + name;
    }
}

package com.pkd.Exam;

public interface Func1 {
    boolean call(int n);
}

package com.pkd.Exam;

public interface Func2 {
    String call(boolean b, String s);
}

5-2

package com.pkd.Exam;

public class Main {

    public static void main(String[] args) {
        Func1 func1 = num -> num % 2 == 1;
        
        Func2 func2 = (male, name) -> {
            if (male == true) {
                return "Mr." + name;
            }
            return "Ms." + name;
        };
    }
}

💡

Func1의 생략 : 1) 입력 타입, 2) 입력 값 1개 일 때 소괄호, 3) 중괄호, 리턴 Func2의 생략 : 1) 입력 타입

Uploaded by N2T

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1급 객체

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람다식 (Lambda Expression)

람다식의 표기법

정석적인 Lambda expression 표기

입력 타입 생략 가능

입력 값이 1개일 경우 소괄호 생략 가능

함수의 내용이 리턴 밖에 없을 경우 중괄호 및 return 키워드 생략 가능

스트림(Stream)

Stream 예제 연습 1 - ArrayList 원소 처리하기

Stream 예제 연습 2 - ‘박’씨 가져오기

for vs stream

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메서드를 변수에 대입하여 사용하는 예

:: (Method Reference)

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람다식 (Lambda Expression)

람다식의 표기법

정석적인 Lambda expression 표기

입력 타입 생략 가능

입력 값이 1개일 경우 소괄호 생략 가능

함수의 내용이 리턴 밖에 없을 경우 중괄호 및 return 키워드 생략 가능

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