Chapter03 람다 표현식

목차

• 람다란 무엇인가?
• 어디에, 어떻게 람다를 사용하는가?
• 실행 어라운드 패턴
• 함수형 인터페이스, 형식 추론
• 메서드 참조
• 람다 만들기

람다란 무엇인가?

람다의 특징

• 익명
  • 보통의 메서드와 달리 이름이 없으므로 익명 이라 표현한다.
• 함수
  • 특정 클래스에 종속되지 않기 때문에 함수라고 부른다. But 메서드의 특성처럼 파라미터 리스트, 바디, 반환 형식, 예외 리스트 등을 포함한다.
• 전달
  • 람다 표현식을 메서드 인수로 전달하거나 변수로 저장할 수 있다.
• 간결성
  • 익명 클래스처럼 불필요한 코드를 생성할 필요가 없다.

<익명 클래스 활용>
Comparator<Apple> byWeight = new Comparator<Apple>(){
        public int compare(Apple a1, Apple a2) {
                return a1.getWeight().compareTo(a2.getWeight());
        }
}

->

<람다 활용>
Comparator<Apple> byWeight =
        (Apple a1, Apple a2) -> a1.getWeight().compareTo(a2.getWeight());

(Apple a1, Apple a2) -> a1.getWeight().compareTo(a2.getWeight());

• 파라미터 리스트
  • ()안의 파라미터 개수
• 화살표
  • 람다의 파라미터와 바디의 구분자
• 람다 바디
  • 두 사과의 무게를 비교

예제를 통한 람다 표현식

1. (String s) → s.length() 

2. (Apple a) → a.getWeight() > 150

3. (int x, int y) → {
        System.out.println("Result:");
        System.out.println(x + y);
}

4. () -> 42

5. (Apple a1, Apple a2) -> a1.getWeight().compareTo(a2.getWeight());

어디에, 어떻게 람다를 사용할까?

함수형 인터페이스

메서드를 파라미터화 할 수 있는 인터페이스

함수형 인터페이스의 특징으로는 추상 메서드를 하나만 선언하는 것이다.

함수형 인터페이스 활용

2장에서 구현했던 필터 메서드

public static List<Apple> filter(List<Apple> inventory, ApplePredicate p) {
    List<Apple> result = new ArrayList<>();
    for (Apple apple : inventory) {
        if (p.test(apple)) {
            result.add(apple);
        }
    }
    return result;
}

람다를 통한 filter사용

List<Apple> greenApples
        = filter(inventory, (Apple a) -> GREEN.equals(a.getColor()));

Predicate의 자리에 람다가 들어간다.

그래서 함수형 인터페이스 이야기가 왜 나오는데?

람다가 인터페이스의 추상 메서드를 구현할 수 있는 추상 메서드의 구현체(디스크립터)가 될 수 있다.

함수 디스크립터

뜻 그대로 함수를 설명하는 것이라 생각하면 된다.

함수 Runnable의 run이 있을 때

파라미터 : null 반환 : void 으로 했을 때 해당 형태만 일치한다면, 해당 함수의 내부를 어떻게 사용할지 람다로 설명을 하는 것이다.

이 때 파라미터와 반환이 같은 것을 같은 시그니처를 갖는 함수라 볼 수 있는데 시그니처만 같게 한다면 람다를 생성할 수 있다는 뜻이다.

일치하는 시그니처

public Callable<String> fetch() {
        return () -> "Tricky example ;-)";
}

파라미터 : x

반환 : String

일치하지 않는 시그니처

Predicate<Apple> p = (Apple a) -> a.getWeight();

파라미터 : Apple

반환 : boolean

@FunctionalInterface

함수형 인터페이스를 구현할 때 해당 어노테이션을 인터페이스 위에 붙였을 때 함수형 인터페이스가 불가하면 컴파일 에러를 발생시킨다.

ex) 추상메서드 2개

람다 활용 : 실행 어라운드 패턴

public static String processFile(BufferedReaderProcessor p) throws IOException {
    try (BufferedReader br = new BufferedReader(new FileReader(FILE))) {
        return p.process(br);
    }
}

함수형 인터페이스 사용

함수형 인터페이스의 추상 메서드 시그니처를 함수 디스크립터라고 한다.

람다 표현식을 사용하려면 함수 디스크립터를 기술하는 함수형 인터페이스 집합이 필요하다.

이를 위해 자바에서는 java.util.function 패키지로 여러 함수형 인터페이스를 제공한다.

• Predicate T → boolean
• Consumer → void
• Function<T, R> T → R
• Suplier → T
• UnaryOperator → T

기본형 특화

기본형의 경우 함수형 인터페이스 특성 상 제네릭을 받아서 디스크립터가 구성되는데, 이를 행하기 위해 박싱, 언박싱 과정이 불필요하게 들어가게된다.

때문에 이러한 불필요한 연산을 피할 수 있도록 돕는 IntPredicate, IntFunction 등 각 인터페이스에 맞게 지원한다.

형식 검사, 형식 추론, 제약

형식 검사

List<Apple> heavierThan150g =
filter(inventory, (Apple, apple) -> apple.getWeight() > 150);

filter(List<Apple> list, Predicate<Apple> p){
        ...        
        p.test();
        ...
}

interface Predicate<T>{
        boolean test(T t);
}

람다가 사용되는 콘텍스트를 이용해서 람다의 형식을 추론할 수 있다.

1. 람다가 사용된 콘텍스트가 무엇인가?
2. 대상 형식은 Predicate
3. Predicate 인터페이스의 추상 메서드는 무엇인가?
4. Apple을 파라미터로 받아 boolean을 반환한다.
5. 함수 디스크립터는 Apple → boolean이기 때문에 형식 검사가 성공적으로 완료된다.

특별한 void 호환 규칙

람다의 바디에 일반 표현식이 있으면 void를 반환하는 함수 디스크립터와 호환된다

void를 반환하는 함수 디스크립터는 다른 값이 반환되어도 사용이 가능함

형식 추론

Comparator<Apple> c = 
        (Apple a1, Apple a2) -> a1.getWeight().compareTo(a2.getWeight());

->

Comparator<Apple> c = 
        (a1, a2) -> a1.getWeight().compareTo(a2.getWeight());

컴파일러가 람다의 표현식과 관련된 함수형 인터페이스를 추론한다.

지역 변수 사용

람다는 자기 바깥에 있는 접근 가능한 변수에 대해서도 사용이 가능하다

이와 같은 동작을 람다 캡처링 이라고 부른다.

쓰면 안되는 예시

<컴파일 에러>
int n = 0;
Runnable r = () -> System.out.println(n);
n++;

->

int n = 0;
do {
    int finalN = n;
    n++;
    Runnable r = () -> System.out.println(finalN);
    r.run();
} while (n != 5);

메서드 참조

기존에 있던 메서드 정의를 재활용해서 람다처럼 코드뭉치를 전달할 수 있다.

inventory.sort((Apple a1, Apple a2) -> a1.getWeight().compareTo(a2.getWeight()));

->

inventory.sort(comparing(Apple::getWeight));

그래서 왜 사용하는데?

기존 메서드 구현을 명시적으로 참조함으로써 가독성을 높일 수 있고, 재사용도 가능하기에 효율이 좋다.

사용가능한 메서드 참조 형식

• 정적 메서드 참조
  • static 유틸메서드 등
  • List::of
  • 정적 팩토리 메서드
• 다양한 형식의 인스턴스 메서드 참조
  • String::length
• 기존 객체의 인스턴스 메서드 참조
  • this::getWeight

기존의 표현식을 메서드 참조로 바꾸는 예시

람다 : (args) -> ClassName.staticMethod(args)

메서드 참조 : ClassName::staticMethod

생성자 참조

Apple apple1 = new Apple();

Apple apple1 = Apple::new;

위의 메서드 참조와 형식은 같다.

람다 표현식을 조합할 수 있는 유용한 메서드

몇몇 함수형 인터페이스에서 지원하는 유용한 유틸리티 메서드 소개

Comparator

• comparing() → Comparator.comparing()
• comparing().reversed() → 역정렬
• thanComparing() → 두번째 비교자를 통한 추가비교

Predicate

• negate() → 결과반전
• and() → 비교연산 추가
• or() → 비교연산 추가

Function

• andThen() → 함수를 입력 후 다른 함수의 입력으로 전달
• compose() → andThen()의 반대순서로 함수의 입력전달