Java - Lambda

1. Lambda

• 익명함수를 지칭하는 용어로, 함수를 보다 단순하게 표현하는 방법
• 익명함수이기 때문에 함수의 이름이 없으며, 다른 객체들에 적용 가능한 모든 연산을 지원하는 일급객체의 특징을 가짐
• 함수를 값으로 사용할 수도 있고, 파라미터로 전달하거나 변수에 대입하는 등의 연산이 가능함

2. Lambda의 장단점

2-1. 장점

• 코드의 간결성 : 불필요한 반복문의 삭제가 가능하며, 복잡한 식을 단순하게 표현할 수 있음
• 지연연산 수행 : 지연연산을 수행하여 불필요한 연산을 최소화할 수 있음
• 병렬처리 기능 : 멀티쓰레딩을 활용, 병렬처리가 가능함

2-2. 단점

• 호출이 까다로움
• Lambda Stream에서 for문과 while문을 사용하면 성능이 떨어질 수 있음
• 불필요하게 너무 사용하면 가독성이 떨어질 수 있음

3. Lambda 표현

• 매개변수 화살표(->)를 함수몸체로 사용하여 표현
• 함수몸체가 단일 실행문이라면 괄호({})를 생략할 수 있음
• 함수몸체가 return문으로만 구성되어 있는 경우, 괄호({})를 생략할 수 있음

// 정상적인 유형
() -> {}
() -> 1
() -> { return 1; }

(int x) -> x+1
(x) -> x+1
x -> x+1
(int x) -> { return x+1; }
x -> { return x+1; }

(int x, int y) -> x+y
(x, y) -> x+y
(x, y) -> { return x+y; }

(String lam) -> lam.length()
lam -> lam.length()
(Thread lamT) -> { lamT.start(); }
lamT -> { lamT.start(); }


// 잘못된 유형 선언된 type과 선언되지 않은 type을 같이 사용 할 수 없다.
(x, int y) -> x+y
(x, final y) -> x+y  

4. Lambda 예제

// 일반 java 문법
new Thread(new Runnable() {
   @Override
   public void run() { 
      System.out.println("Welcome Heejin blog"); 
   }
}).start();

// Lambda식 문법
new Thread(()->{
      System.out.println("Welcome Heejin blog");
}).start();

5. 함수형 인터페이스

• @FunctionalInterFace : 구현해야할 추상 메소드 하나만 정의된 인터페이스를 가리키며, 함수형 인테페이스에 두 개 이상의 메소드가 선언되면 오류가 발생함

// 일반적인 함수형 인터페이스

// 구현해야 할 메소드가 한개이므로 Functional Interface이다.
@FunctionalInterface
public interface Math {
    public int Calc(int first, int second);
}

// 오류인 경우 => 구현해야 할 메소드가 두개이므로 Functional Interface가 아니다. 
@FunctionalInterface
public interface Math {
    public int Calc(int first, int second);
    public int Calc2(int first, int second);
}

// Lambda를 사용한 함수형 인터페이스

@FunctionalInterface
interface Math {
    public int Calc(int first, int second);
}

public static void main(String[] args){
   Math plusLambda = (first, second) -> first + second;
   System.out.println(plusLambda.Calc(4, 2));

   Math minusLambda = (first, second) -> first - second;
   System.out.println(minusLambda.Calc(4, 2));

}

6. java.util.function 인터페이스

종류	매개값	리턴값	메서드형태	활용
Consumer	O	X	accept()	소비자, 매개값이 있고, 리턴값이 없음
Supplier	X	O	get~~~()	생산자, 매개값이 없고, 리턴값이 있음
Function	O	O	apply~~~()	매개값을 매핑(=타입변환)해서 리턴
Operator	O	O	apply~~~()	매개값을 연산해서 결과 리턴
Predicate	O	O	test()	매개값이 조건에 맞는지 확인해서 boolean 리턴

6-1. IntFunction\

• int형의 인수를 받아들이고 그 결과를 생성함

IntFunction intSum = (x) -> x+1;
System.out.println(intSum.apply(1)); // 2

6-2. BinaryOperator\

BinaryOperator stringSum=(x, y)->x+" "+y;
System.out.println(stringSum.apply("Hello","World")); // Hello World

7. Stream API

7-1. Stream이란?

• Stream은 다양한 데이터를 표준화된 방법으로 다루기 위한 라이브러리이며, Java8부터 추가되었음
• Stream API는 아래와 같이 구성된다

  example.stream().filter(x -> x < 2).count

  • stream() : Stream 생성
  • filter : 중간 연산(Stream 변환), 연속해서 수행 가능
  • count : 최종 연산(Stream 사용), 마지막에 단 한 번만 수행 가능

7-2. Stream의 특징

• 1회용으로, 데이터를 변경하지 않음
• 지연연산을 수행함
• 병렬실행이 가능함

7-3. Stream의 종류

종류	내용
Stream \	범용 Stream
IntStream	값 타입이 Int인 Stream
LongStream	값 타입이 Long인 Stream
DoubleStream	값 타입이 Double인 Stream

7-4. Stream의 중간 연산 명령어

종류	내용
Stream \ distinct()	Stream의 요소 중복 제거
Stream \ sorted()	Stream 요소 정렬
Stream \ filter(Predicate \ predicate)	조건에 충족하는 요소를 Stream으로 생성
Stream \ limit(long maxSize)	maxSize 까지의 요소를 Stream으로 생성
Stream \ skip(ling n)	처음 n개의 요소를 제외하는 stream 생성
Stream \ peek(Consumer\ action)	T타입 요소에 맞는 작업 수행
Stream \ flatMap(Function\<T, stream<? extends R>> Tmapper)	T타입 요소를 1:N의 R타입 요소로 변환하여 스트림 생성
Stream \ map(Function<? super T, ? extends R> mapper)	입력 T타입을 R타입 요소로 변환한 스트림 생성
Stream mapToInt(),mapToLong(),mapToDobule()	만약 map Type이 숫자가 아닌 경우 변환하여 사용

7-5. Stream의 최종 연산 명령어

종류	내용
void forEach(Consumer <? super T> action)	Stream 의 각 요소에 지정된 작업 수행
long count()	Stream 의 요소 개수
Optional \ sum (Comparator <? super T> comparator)	Stream 의 요소 합
Optional \ max (Comparator <? super T> comparator)	Stream 요소의 최대 값
Optional \ min (Comparator <? super T> comparator)	Stream 요소의 최소 값
Optional \ findAny()	Stream 요소의 랜덤 요소
Optional \ findFirst()	Stream 의 첫 번째 요소
boolean allMatch(Pradicate \ p)	Stream 의 값이 모두 만족하는지 boolean 반환
boolean anyMatch(Pradicate \ p)	Stream 의 값이 하나라도 만족하는지 boolean 반환
boolean noneMatch(Pradicate \ p)	Stream 의 값이 하나라도 만족하지않는지 boolean 반환
Object[] toArray()	Stream 의 모든 요소를 배열로 반환

7-6. reduce 연산

• Stream의 요소를 하나씩 줄여가며 계산

종류	내용
Optional \ reduce(Binary Operator\ accumulator)	.reduce((x,y) -> x > y ? x : y );
T reduce ( T identity, BinaryOperator\ accumulator)	.reduce(1, (x,y) -> x * y);
\ U reduce (U indentity, BiFunction\<U, ? super T, U> accumulator, BinaryOperator\ combiner)	.reduce(0.0, (val1, val2) -> Double.valueOf(val1 + val2 / 10), (val1, val2) -> val1 + val2);

7-7. Stream API 예제

// 간단한 짝수 판별
IntStream.range(1, 11 ).filter(i-> i%2==0)
      .forEach(System.out::println); 

// 0~1000까지의 값 중 500이상이며 짝수이면서 5의 배수인 수의 합 구하기
System.out.println(
      IntStream.range(0, 1001)
            .skip(500)
            .filter(i-> i%2==0)
            .filter(i-> i%5==0)
            .sum()
);

import java.util.*;
import java.util.stream.Collectors;

// List to Array
int[] array = list.stream().mapToInt(i->i).toArray();

// Array to List
List<Integer> list = Arrays.stream(array).boxed().collect(Collectors.toList());