- Published on
JAVA 함수형 인터페이스 그리고 Lambda
- Authors
- Name
- Chan Sol OH
목차
개요
함수형 프로그래밍이란 순수 함수를 기반으로 데이터 처리와 상태 변화를 최소화하는 방식의 프로그래밍 기법. 순수함수란 동일한 입력에 대해 항상 같은 결과를 반환하고 외부 상태를 변경하지 않는 함수를 말한다. 순수함수를 사용하면 side effect를 최소화하고 유지보수와 테스트를 용이하게 할 수 있다.
JAVA는 JDK1.5부터 추가된 Generics와 JDK1.8부터 추가된 Lambda로 두번의 큰 변화가 생겼다. 이 중 Lambda는 Java를 객체지향 언어인 동시에 함수지향 언어로 바꿔놨다. 어떻게 Java가 Lambda를 도입했는지 알아보자.
함수형 인터페이스 (Functional Interface)와 람다식
Java에서 모든 메서드는 클래스 내에 포함되어야하는다. 함수형 인터페이스에는 오직 하나의 추상 메서드만 정의되어 있어야한다. Java는 함수형 인터페이스를 통해 익명 객체를 만들 수 있고 여기의 메서드인 익명 메서드를 사용할 수 있다. 이렇게 되면 클래스를 정의하지 않고 익명 함수를 사용할 수 있다.
@FunctionalInterface // 이 어노테이션을 붙이면 컴파일러가 함수형 인터페이스인지 체크해준다.
interface MyFunction {
public abstract in max(int a, int b);
}
Myfunction f = new MyFunction(){
public int max(int a, int b){
return a > b ? a : b;
}
};
int big = f.max(5,3); // 익명 객체의 매서드를 호출
위 코드에서 f는 익명 클래스의 익명 객체를 생서한 것이고 max는 함수형 인터페이스의 메서드를 구현한 것이다. 함수형 인터페이스를 구현한 익명 객체를 람다식으로 대체할 수 있다.
MyFunction f = (int a, int b) -> a > b ? a : b; // 익명 객체를 람다식으로 대체
int big = f.max(5,3); // 익명 객체의 매서드를 호출
결국 Java에서 익명함수를 Lambda식으로 대체가능한 이유는 Lambda식은 익명 객체고, 함수형 인터페이스를 구현한 익명 객체의 메서와 람다식의 매개변수의 타입과 개수 그리고 반환값이 일치하기 때문이다. 기존에는 아래와 같이 인터페이스의 메서드 하나를 구현하는데도 복잡하게 해야했는데 람다식으로 간단히 처리할 수 있게 되었다.
List<String> list = Arrays.asList("abc","dsf","gds","erg");
// 기존 방식의 인터페이스 메서드 구현
Collection.sort(list, new Comparator<String>(){ // new Comparator ~~ 부터 익명 객체
public int compare (String s1, String s2){
return s2.compareTo(s1);
}
})
// 익명 객체를 람다식으로 대체
Collection.sort(list, (s1, s2) -> s2.compareTo(s1));
function 패키지 - 자주 쓰이는 함수형 인터페이스의 형식
아래 그림은 함수형 인터페이스에서 매개변수가 하나인 인터페이스를 정리한 것이다. 타입문자 T는 입력 변수의 타입이고, R은 출력 변수의 타입이다.
아래 그림은 매개변수가 두개인 인터페이스를 정리한 것이다.
익명 객체를 인자로 사용하는 방법
public static void main(String[] args){
IntSupplier s = () -> (int)(Math.random()*100)+1; // 입력 없이 출력
IntConsumer c = i -> System.out.print(i+" "); // 입력 받아 출력 X
IntPredicate p = i -> i%2==0; // 입력 받아 출력 boolean
IntUnaryOperator op = i -> i/10*10; // 입력과 출력의 타입이 동일
int[] arr = new int[10];
makeRandomList(s, arr);
}
// 일급함수를 인자로 받아쓰기
static void makeRandomList(IntSupplier s, int[] arr){
for(int i=0; i<arr.length; i++){
arr[i] = s.getAsInt();
}
}
메서드 참조
람다식이 하나의 메서드만 호출하는 경우 메서드 참조 (method reference)라는 방법으로 람다식을 간략히 할 수 있다. 예를 들어 문자열을 정수로 변환하는 람다식은 아래와 같이 작성한다.
// Function은 입력과 출력이 존재하는 함수형 인터페이스, f는 익명 클래스의 객체
Function<String, Integer> f = (String s) -> Integer.parseInt(s);
위 람다식에서 생략할 수 있는 부분이 어디 있을까? 컴파일러는 Function의 입력 타입 String을 알고 있으므로 입력이 스트링으로 올 것을 충분히 예상할 수 있다. 그러므로 앞에 (String s)를 생략해서 아래와 같이 작성할 수 있다.
// Function은 입력과 출력이 존재하는 함수형 인터페이스, f는 익명 클래스의 객체
Function<String, Integer> f = Integer::parseInt;
// 입력 인자가 2개인 경우도 생략 가능
BiFunction<String, String, Boolean> f = (s1, s2) -> s1.equals(s2);
// String 클래스의 equals 메서드를 사용
BiFunction<String, String, Boolean> f = String::equals;
위처럼 간소화할 수 있는 이유는 람다식이 하나의 메서드만 호출하기 때문에 Integer 클래스의 parseInt 메서드를 사용하며 입력으로는 String이 올 것을 예상할 수 있다. 메서드 참조를 3가지 경우로 정리하면 다음과 같다.
