더 자바, Java 8

함수형 인터페이스와 람다 표현식

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함수형 인터페이스와 람다 표현식

함수형 인터페이스와 람다 표현식 소개

함수형 인터페이스 (Functional Interface)

  • 추상 메소드를 딱 하나만 가지고 있는 인터페이스
    • 인터페이스 안에 static, default 메소드가 있어도 함수형 인터페이스 ( 중요한건 추상 메소드의 수 )
  • SAM (Single Abstract Method) 인터페이스
  • @FuncationInterface 어노테이션을 가지고 있는 인터페이스
    • JAVA가 제공
    • 함수형 인터페이스를 견고하게 관리할 수 있다.
  • java 8 이전
        // 익명 내부 클래스 anonymous inner class
        RunSomething runSomething = new RunSomething() {
            @Override
            public int doIt(int number) {
                return 0;
            }
        };
  • java 8 이후

    RunSomething runSomething2 = number -> 0;
  • 함수를 정의한 것처럼 보이긴 하지만 실질 적으로 자바에서는 특수한 형태의 object로 본다.

람다 표현식 (Lambda Expressions)

  • 함수형 인터페이스의 인스턴스를 만드는 방법으로 쓰일 수 있다.
  • 코드를 줄일수 있다.
  • 매소드 매개변수, 리턴 타입, 변수로 만들어 사용할 수도 있다.

자바에서 함수형 프로그래밍

  • 함수를 First class object 로 사용 할 수 있다.
  • 순수 함수 (Pure function)
    • 사이드 이팩트가 없다. (함수 밖에 있는 값을 변경하지 않는다.)
    • 상태가 없다. (함수 밖에 있는 값을 사용하지 않는다.)
    • 입력받은 값이 동일할 경우 값이 같아야 한다.

        int baseNumber = 10; // 함수의 밖
        RunSomething runSomething = new RunSomething() {
            int baseNumber = 10; // 함수의 밖
            @Override
            public int doIt(int number) {
                return number + baseNumber;
            }
        };



        int baseNumber = 10; // 함수의 밖
        RunSomething runSomething = number -> number + baseNumber;
        
        baseNumber++; // 변경 불가 하다. 컴파일 에러 발생
        
        // 이렇게 사용 할 경우 baseNumber 값 변경 불가 final 이라고 생각하고 사용.
  • 고차 함수 (Higher-Order Function)
    • 함수가 함수를 매개변수로 받을 수 있고 함수를 리턴할 수도 있다.
  • 불변성

함수형 인터페이스와 람다 표현식 소개

JAVA 가 기본으로 제공하는 함수형 인터페이스

  • java.util.function 패키지
    • 자바에서 미리 정의해둔 자주 사용할 만한 함수 인터페이스
      • Function<T, R>
      • BiFunction<T, U, R>
      • Consumer
      • Supplier
      • Predicate
      • UnaryOperator
      • BinaryOperator

Function<T, R>

  • T 타입을 받아서 R 타입을 리턴하는 함수 인터페이스
    • R apply(T t)
  • 함수 조합용 메소드
    • andThen
    • compose

Function<Integer, Integer> plus = (i) -> i + 10;
System.out.println(plus.apply(2)); //12
        
// compose : plus 하기 전에 multiply 하고 plus 하겠다 

// 방법 1         
Function<Integer, Integer> multiply = (i) -> i * 2;
System.out.println(plus.compose(multiply).apply(2)); //14

// 방법 2
Function<Integer, Integer> multiplyNextPlus = plus.compose(multiply);
System.out.println(multiplyNextPlus.apply(2));//14

// andThen : plus 하고 multiply 하겠다
// 방법 1         
Function<Integer, Integer> multiply = (i) -> i * 2;
System.out.println(plus.andThen(multiply).apply(2)); //24

// 방법 2
Function<Integer, Integer> multiplyNextPlus = plus.compose(multiply);
System.out.println(multiplyNextPlus.apply(2));//24

BiFunction<T, U, R>

  • 두개의 값(T, U)를 받아서 R 타입을 리턴하는 함수 인터페이스
    • R apply(T t, U u)

Consumer

  • T 타입을 받아서 아무값도 리턴하지 않는 함수 인터페이스
    • void Accept(T t)
  • 함수 조합용 메소드
    • andThen

Consumer<String> print = (s) -> System.out.println(s);
print.accept("Hello");

Supplier

  • T 타입의 값을 제공하는 함수 인터페이스
    • T get
  • 받지 않고 받아올 타입을 정의하는 것이다.

Supplier<String> supplier = () -> "Hello";
System.out.println(supplier.get());

Predicate

  • T 타입을 받아서 boolean 을 리턴하는 함수 인터페이스
    • boolean test(T t)
  • 함수 조합용 메소드
    • And
    • Or
    • Negate

Predicate<String> isEmpty = (s) -> s.isEmpty();
System.out.println(isEmpty.test(""));

UnaryOperator

  • Funcion<T, R>의 특수한 형태로, 입력값 하나를 받아서 동일한 타입을 리턴하는 함수 인터페이스
  • 입력하는 타입과 리턴하는 타입이 같을 때

UnaryOperator<Integer> plus = (i) -> i + 10;
System.out.println(plus.apply(2));

BinaryOperator

  • BiFunction<T, U, R>의 특수한 형태로, 동일한 타입의 입력값 두개를 받아 리턴하는 함수 인터페이스
  • 세개의 타입이 전부 같을 때

람다 표현식

람다

  • ( 인자 리스트 ) -> { 바디 }

인자 리스트

  • 인자가 없을 때 : ()
  • 인자가 한개일 때 : ( one ) 또는 one
  • 인자가 여러개 일 때 : ( one, two )
  • 인자의 타입은 생략 가능, 컴파일러가 추론(infer)하지만 명시할 수도 있다.( Integer one, Integer two )

바디

  • 화살표 오른쪽 함수 본문을 정의한다.
  • 여러 줄인 경우에 {}를 사용해서 묶는다.
  • 한 줄인 경우에 생략 가능, return 도 생략 가능하다.

변수 캡처(Variable Capture)

  • 로컬 변수 캡처
    • final 이거나 effective final 인 경우에만 참조 할 수 있다.
    • 그렇지 않을 경우 concurrency 문제가 생길 수 있어서 컴파일러가 방지한다
  • effective final
    • 이것도 역시 자바 8 부터 지원하는 기능으로 사실상 final 인 변수
    • final 키워드 사용하지 않은 변수를 익명 클래스 구현체 또는 람다에서 참조할 수 있다.
  • 익명 클래스 구현체와 달리 쉐도윙 하지 않는다
    • 익명 클래스는 새로 스콥을 만들지만, 람다는 람다를 감싸고 있는 스콥과 같다.

참고

메소드 레퍼런스

  • 람다가 하는 일이 기존 메소드 또는 생성자를 호출하는 거라면, 메소드 레퍼런스를 사용해서 매우 간결하게 표현할 수 있다.

메소드 참조 방법

메소드방법
스태틱 메소드 참조타입 :: 스태틱 메소드
특정 객체의 인스턴스 메소드 참조객체 래퍼런스 :: 인스턴스 메소드
임의 객체의 인스턴스 메소드 참조타입 :: 인스턴스 메소드
생성자 참조타입 :: new
  • 메소드 또는 생성자의 매개변수로 람다의 입력값을 받는다.
  • 리턴값 또는 생성한 객체는 람다의 리턴값이다.

참고

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