[JAVA 기초] JAVA의 정석 - Ch.14 람다와 스트림 (정리)

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Ch.14 람다와 스트림

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-      람다식

• 람다식이란
  • 의미: 메서드를 하나의 식(expression)으로 표현한 것(익명 함수)
  • 사용 이유: 함수를 간략하고 명확하게 표현 가능
  • 메서드와 마찬가지로 매개변수를 받을 수도 있고, 값을 반환할 수 있음
• 람다식 작성하기
  • (매개변수 선언) -> {}
  • return 대신 식으로 대신하므로 연산 결과가 자동으로 반환됨 (';'붙이지 않음)
  • 매개변수 타입이 추론 가능하므로 생략 가능
  • 매개변수가 하나뿐인 경우(매개변수 타입이 없는 경우): 괄호() 생략 가능
  • 괄호{} 안의 문장이 하나인 경우: 생략 가능
• 함수형 인터페이스(Functional Interface)
  • 람다식을 다루기 위한 인터페이스
  • 함수형 인터페이스에는 오직 하나의 추상 메서드만 정의되어 있어야함
  • @FunctionalInterface: 컴파일러가 함수형 인터페이스를 올바르게 작성했는지 확인함
  • 람다식을 참조변수로 다룰수 있다는 것의 의미: 메서드를 통해 람다식을 주고받을 수 있다는 의미
  • 람다식의 타입과 형변환
    • 타입은 있지만 컴파일러가 임의로 이름을 정하기 때문에 알 수 없으므로 대입 연산자의 양변의 타입을 일치시키기 위해 형변환 필수
    • 함수형 인터페이스로만 형변환 가능
• java.util.function 패키지
  • 자주 쓰이는 형식의 메서드를 함수형 인터페이스로 미리 정의함
  • 사용 이유:
    • 함수형 인터페이스에 정의된 메서드 이름 통일
    • 재사용성이나 유지보수에 용이
  • 자주 쓰이는 함수형 인터페이스 (매개변수 1개)
    1. Supplier<T>
       • T get(): 매개변수 없고, 반환값 존재
    2. Consumer<T>
       • void accept(T t): 매개변수 있고, 반환값 없음 (Supplier와 반대)
    3. Function<T>
       • R apply(T t): 매개변수와 반환값 존재, 일반적인 함수, 하나의 매개변수로 결과를 반환
    4. Predicate<T>
       • boolean test(T t): 조건식을 표현하는데 사용, 매개변수는 하나, 반환타입은 boolean
  • 자주 쓰이는 함수형 인터페이스 (매개변수 2개) - 접두사 Bi
    1. BiConsumer<T, U>
       • void accept(T t, U u): 두 개의 매개변수만 있고, 반환값 없음
    2. BiPredicate<T, U>
       • boolean test(T t, U u): 조건식을 표현하는데 사용, 매개변수는 둘, 반환값 존재
    3. BiFunction<T,U,R>
       • R apply(T t, U u): 두 개의 매개변수를 받아서 하나의 결과를 반환
  • UnaryOperator과 BinaryOperator: 매개변수의 타입과 반환타입의 타입이 모두 일치한다는 점을 제외하면 Function과 같음
  • 컬렉션 프레임웍과 함수형 인터페이스
    • 컬렉션 프레임웍의 인터페이스에 일부는 함수형 인터페이스를 사용
  • 기본형을 사용하는 함수형 인터페이스
    • 효율적으로 처리할 수 있도록 기본형을 사용하는 함수형 인터페이스
• Function의 합성과 Predicate의 결합
  • Function의 합성
    • 두 람다식을 합성해서 새로운 람다식을 만드는 것
    • 순서 중요
  • Predicate의 결합
    • 여러 Predicate를 and(), or(), negate()로 연결해서 새로운 Predicate로 결합 가능
• 메서드 참조
  • 메서드 참조(method reference): 람다식을 더 간결하게 표현하는 방법
  • 하나의 메서드만 출력하는 람다식은 '클래스이름::메서드이름' 또는 '참조변수::메서드이름'으로 표현 가능
  • 생성자의 메서드 참조: 클래스이름::new

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-      스트림(stream)

• 스트림이란
  • 데이터 소스를 추상화하고, 데이터를 다루는데 자주 사용되는 메서드들을 정의해놓음
    • 데이터 소스의 추상화 의미: 데이터 소스가 무엇이든지 같은 방식으로 다룰 수 있음(유지보수성)
  • 특징
    1. 원본 데이터 소스를 변경하지 않음
    2. 일회용임
    3. 작업을 내부 반복으로 처리
  • 스트림의 연산
    1. 중간 연산:
       • 연산 결과가 스트림
       • 스트림에 연속해서 중간연산을 할 수 있음 (n번)
    2. 최종 연산:
       • 연산 결과가 스트림이 아닌 연산
       • 스트림의 요소를 소모하므로 단 한번만 가능 (1번)
  • 스트림의 메서드
    1. 중간 연산
       • distinct(), filter(), limit(), skip(), peek(), sorted(), mapXXX(), flatMapXXX()
    2. 최종 연산
       • forEach(), count(), max(), min(), findAny(), findfirst(), allMatch(), anyMatch(), noneMatch(), toArray(), reduce(), collect()
  • 지연된 연산: 최종 연산이 수행되기 전까지는 중간 연산이 수행되지 않음
    • 중간 연산을 호출하는 것: 어떤 작업을 수행해야하는지 지정해주는 것
  • Stream<Integer>와 IntStream
    • XXXStream: 오토/언박싱의 비효율을 줄이기 위해 데이터 소스의 요소로 기본형을 다룸
    • int형을 다루는데 유용한 메서드들이 추가적으로 존재
  • 병렬 스트림
    • 스트림의 장점: 병렬 처리가 쉬움
    • 병렬로 다루기: parallel()
    • 병렬로 처리하지 않기 (기본): sequential() 
• 스트림 만들기
  • 컬렉션
    • 최고 조상인 Collection에 stream()이 정의되어 있음
    • 해당 컬렉션을 소스(source)로하는 스트림을 반환
  • 배열
    • Stream과 Arrays에 static method로 정의되어 있음
    • int, long, double과 같은 기본형 배열을 소스로 하는 스트림을 생성하는 메서드도 존재
  • 특정 범위의 정수
    • 지정된 범위의 연속된 정수를 스트림으로 생성해서 반환하는 함수 존재
      • range(): 경계의 끝이 포함되지 않음
      • rangeClosed(): 경계의 끝이 포함됨
  • 임의의 수: ints(), longs(), doubles()  //무한 스트림, 경계를 만들어줘야함
  • 람다식: 람다식을 매개변수로 받아서, 람다식에 의해 계산되는 값들을 요소로하는 무한 스트림 생성
    • iterate(): seed부터 시작으로 계산된 결과를 다시 seed로 이용해서 반복 (체인)
    • generate(): 이전 결과를 이용하지 않음
  • 파일: list()
  • 빈 스트림: empty()
  • 두 스트림의 연결: concat()
• 스트림의 중간연산
  • 스트림 자르기
    • skip(): 건너뛰기
    • limit(): 수 제한하기
  • 스트림의 요소 걸러내기
    • filter(Predicate): 주어진 조건에 맞지 않는 요소를 걸러냄
    • distinct(): 중복된 요소를 제거
  • 정렬: sort()
  • 변환: map()
  • 조회: peek()
• Optional<T>와 OptionalInt
  • 사용 이유: NullPointException을 발생하지 않게 하기 위해
    • Optional 객체에 담아서 반환하기 때문에
  • Optional<객체>  //사용 방법
  • Optional 값 가져오기
    • get(): null인경우 NullPointException 발생
    • orElse(): null인경우 대체할 값 지정 가능
    • orElseThrow(): 지정된 예외를 발생시킬 수 있음
• 스트림의 최종연산
  • 스트림의 요소를 소모하는 연산: forEach()
  • 조건 검사: allMatch(), anyMatch(), noneMatch(), findFirst(), findAll()
  • 통계: count(), sum(), average(), max(), min()
  • 리듀싱: reduce()
• collect()
  • 스트림의 최종 연산, 매개변수로 컬렉터 필요
  • 스트림을 컬렉션과 배열로 변환: toXXX()
  • 통계: counting(), summingInt(), averagingInt(), maxBy(), minBy()
  • 리듀싱: reducing()
  • 문자열 결합: joining()
  • 그룹화와 분할: groupingBy(), partitioningBy()
• Collector 구현하기
  • supplier(): 작업 결과를 저장할 공간을 제공
  • accumulator(): 스트림의 요소를 수집할 방법을 제공
  • combiner(): 두 저장 공간을 병합할 방법을 제공(병렬스트림)
  • finiser(): 결과를 최종적으로 변환할 방법을 제공
• 스트림의 변환
  • 스트림  →  기본형 스트림
    • mapToXXX()
  • 기본형 스트림   → 스트림
    • boxed()
    • mapToObj()
  • 기본형 스트림  →  기본형 스트림
    • asXXXStream()
  • 스트림  →  부분 스트림
    • skip()
    • limit()
  • 두 개의 스트림  →  스트림
    • concat()
  • 스트림의 스트림  →  스트림
    • flatMap()
    • flatMapXXX()
  • 스트림  →  병렬스트림
    • parallel()
    • sequential()
  • 스트림  →  컬렉션
    • collect()
  • 컬렉션  →  스트림
    • stream()
  • 스트림  →  Map
    • collect()
  • 스트림  →  배열
    • toArray()

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