람다식이란?
간단하게 말해서 메서드를 하나의 식으로 표현한 것이다.
람다식은 함수를 간략하면서도 명확한 식으로 표현할 수 있게 해준다.
메서드를 람다식으로 표현하면 메서드의 이름과 변환값이 없어지므로, 람다식을 익명함수라고도 표현한다.
int[] arr = new int[5];
Arrays.setAll(arr, (i) -> (int)(Math.random()*5+1);
/*위 람다식이 하는 일을 메서드로 표현하면 아래와 같다*/
int method(){
return (int)(Math.random()*5) +1;
}위 코드를 보면 메서드보다 람다식이 간경하면서도 이해하기 쉽다는 것에 이견이 없을 것이다.
게다가 모든 메서드는 클래스에 포한되어야 하므로 클래스도 새로 만들어야 하고, 객체도 생성해야만 비로소 이 메서드를 호출할 수 있다.
그러나 람다식은 모든 과정없이 오직 람다식 자체만으로도 이 메서드의 역할을 대신할 수 있다.
게다가 람다식은 메서드의 매개변수로 정달되어지는 것이 가능하고 , 메서드의 결과로 반환될 수도 있다.
람다식으로 인해 메서드를 변수처럼 다루는 것이 가능해진 것이다.
람다식 작성하기
람다식은 '익명 함수' 담게 메서드에서 이름과 반환타입을 제거하고 매개변수 선언부와 몸통{} 사이에 '->' 를 추가함.
(매개변수 선언) → {문장들}
예를 들어설명해보면
int max(int a, int b){
return a > b ? a :b;
}
/* 위 메소드의 두 값중에서 큰 값을 반환하는 메서드 max를 람다식으로 표현하면 */
(int a, int b) -> { return a > b ? a : b;}반환값이 있는 메서드의 경우, return문 대신 식으로 대신 할 수 있다.
식의 연산결과가 자동적으로 반환값이 된다.
이때는 문장이 아닌 식이므로 끝에 ';'를 붙이지 않는다.
/* 소스 생략 전 */
(int a, int b) -> { return a>b ? a:b; }
/* 소스 생략 후 */
(int a, int b) -> a>b ? a:b람다식에 선언된 매개수타입은 추론이 가능한 경우는 생략할 수 있는데,
대부분의 경우에 생략가능하다.
람다식에 반환타입이 없는 이유도 항상 추론이 가능하기 때문이다.
(a, b) -> a > b ? a:b;
아래와 같이 선언된 매개변수가 하나뿐인 경우에는 괄호()를 생략할 수 있다.
단, 매개변수의 타입이 있으면 괄호 ()를 생략할 수 없다.
/* 1번 */
(a) -> a*a
(int a) -> a*a
/* 2번 */
a -> a*a // OK
int a -> a*a // 에러함수형 인터페이스
자바에서 모든 메서드는 클래스 내에 포함되어야 하는데, 람다식은 어떤 클래스에 포함되는 것일까?
지금까지 람다식이 메서드와 동등한 것처럼 설명해왔지만, 사실 람다식은 익명 클래스의 객체와 동등하다.
참조변수가 있어야 객체의 메서드를 호출 할 수 있으니까 일단 이 익명 객체의 주소를 f라는 참조변수에 저장해 보자.
타입 f = (int a, int b) -> a > b ? a : b; //참조 변수의 타입은 뭐로 해야할까?참조형이니까 클래스 또는 인터페이스가 가능하다.
그리고 람다식과 동등한 메서드가 정의되어 있는 것이어야 한다.
그래야만 참조변수로 익명 객체(람다식)의 메서드를 호출할 수 있기 때문이다.
예를 들어 아래와 같이 max()라는 메서드가 정의된 MyFunction 인터페이스가 정의되어 있다고 가정하자.
interface MyFunction() {
public abstract int max(int a, int b);그러면 이 인터페이스를 구현한 익명 클래스의 객체는 다음과 같이 생성할 수 있다.
MyFunction f = new MyFunction() {
public int max(int a, int b) {
return a > b ? a : b;
}
};
int big = f.max(5, 3); //익명 객체의 메서드를 호출MyFunction 인터페이스에 정의된 메서드 max()는 람다식 '(int a, int b) -> a > b ? a : b과 메서드의 선언부와 일치한다.
그래서 위 코드의 익명 객체를 람다식으로 아래와 같이 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 메서드를 호출이처럼 MyFunction 인터페이스를 구현한 익명 객체를 람다식으로 대체가 가능한 이유는 람다식도 실제로는 익명 객체이고, MyFunction 인터페이스를 구현한 익명 객체의 메서드 max()와 람다식의 매개변수의 타입과 개수 그리고 반환값이 일치하기 때문이다.
이처럼 하나의 메서드가 선언된 인터페이스를 정의해서 람다식을 다루는 것은 기존의 자바의 규칙들을 어기지 않으면서도 자연스럽다. 람다식을 다루기 위한 인터페이스를 '함수형 인터페이스(functional interface)'라고 부르기로 했다.
@FunctionalInterface
interface MyFunction { //함수형 인터페이스 MyFunction을 정의
public abstract int max(int a, int b);
}@FunctionalInterface
를 붙이면 컴파일러가 함수형 인터페이스를 올바르게 정의하였는지 확인해주므로 꼭 붙이자.
단, 함수형 인터페이스에는 오직 하나의 추상 메서드만 정의되어 있어야 한다는 제약이 있다.
그래야 람다식과 인터페이스의 메서드가 1:1로 연결될 수 있기 때문이다.
반면에 static 메서드와 default메서드의 개수에는 제약이 없다.
함수형 인터페이스 타입의 매개변수와 반환타입
함수형 인터페이스 MyFunction이 아래와 같이 정의되어 있을 때,
@FunctionalInterface
interface MyFunction {
void myMethod(); //추상 메서드
}메서드의 매개변수가 MyFunction 타입이면,
이 메서드를 호출할 때 람다식을 참조하는 참조변수를 매개변수로 지정해야한다는 뜻이다.
void aMethod(MyFunction f) { // 매개변수의 타입이 함수형 인터페이스
f.myMethod(); //MyFunction에 정의된 메서드 호출
}
...
MyFunction f = () -> System.out.println("myMethod()");
aMethod(f);또는 참조변수 없이 아래와 같이 직접 람다식을 매개변수로 지정하는 것도 가능하다.
aMethod( () -> System.out.println("myMethod()")); //람다식을 매개변수로 지정그리고 메서드의 반환타입이 함수형 인터페이스타입이라면, 이 함수형 인터페이스의 추상메서드와 동등한 람다식을 가리키는 참조변수를 반환하거나 람다식을 직접 반환할 수 있다.
MyFunction myMethod() {
MyFunction f = () -> {};
return f; //이 줄과 윗 줄을 한 줄로 줄이면, return () -> {};람다식을 참조변수로 다룰 수 있다는 것은 메서드를 총해 람다식을 주고받을 수 있다는 것을 의미한다.
즉, 변수처럼 메서드를 주고 받는 것이 가능해진 것이다.
람다식의 타입과 형변환
함수형 인터페이스로 람다식을 참조할 수 있는 것일 뿐, 람다식의 타입이 함수형 인터페이스의 타입과 일치하는 것은 아니다.
람다식은 익명 객체이고 익명 객체는 타입이 없다.
정확히는 타입은 있지만 컴파일러가 임의로 이름을 정하기 때문에 알 수 없는 것이다.
그래서 대입 연산자의 양변의 타입을 일치시키기 위해 아래와 같이 형변환이 필요하다.
interface MyFunction(void method();}
MyFuncion f = (MyFuncion)(() -> {});MyFuncion은 'interface MyFuncion {void method();}와 같이 정의되었다고 가정하였다.
람다식은 MyFuncion인터페이스를 직접 구현하지 않았지만,
이 인터페이스를 구현한 클래스의 객체와 완전히 동일하기 때문에 위와 같은 형변환을 허용한다.
그리고 이 형변환은 생략가능하다.
람다식은 이름이 없을 뿐 분명히 객체인데도, 아래와 같이 Object 타입으로 형변환 할 수 없다.
람다식은 오직 함수형 인터페이스로만 형변환이 가능하다.
Object obj = (Object)(() -> {}); // 에러. 함수현 인터페이스로만 형변환 가능java.util.function 패키지
java.util.function 패키지에 일반적으로 자주 쓰이는 형식의 메서드를 함수형 인터페이스로 미리 정의해 놓았다.
이 패키지의 인터페이스를 활용하면 재사용성이나 유지보수 측면에서도 활용도가 좋다.
Predicate는 Function의 변형으로, 반환타입이 boolean이라는 것만 다르다. Predicate는 조건식을 람다식으로 표현하는데 사용된다.
Predicate<String> isEmptyStr = s -> s.length == 0;
String s = "";
if(isEmptryStr.test(s))
System.out.println("This is an empty String.");
매개변수가 2개인 함수형 인터페이스
만약 매개변수 3개이상을 가진 함수형 인터페이스가 필요하면 다음과 같이 직접 만들면 된다.
Function의 합성과 Predicate의 결합
java.util.function 패키지에는 마치 합성함수를 만드는 것처럼 두개의 Function을 합성하는 default 함수가 정의되어 있다. andthen과 compose로 두개의 종류가 있다. 두개의 함수는 단순히 역순 관계이다.
Function의 합성
수학에서 두 함수를 합성해서 하나의 새로운 함수를 만들어낼 수 있다는 것처럼, 두 람다식을 합성해서 새로운 람다식을 만들 수 있다.
이미 알고 있는 것처럼, 두 함수의 합성은 어느 함수를 먼저 적용하느냐에 따라 달라진다.
Predicate의 결합
여러 조건식을 논리 연산자인 &&(and), ||(or), !(not)으로 연결해서 하나의 식을 구성 할 수 있는 것 처럼,
여러 Predicate를 and(),or(),negate()로 연결해서 하나의 새로운 Predicate로 결합할 수 있다.
메서드 참조
람다식이 하나의 메서드만 호출하는 경우에는 '메서드 참조(method reference)'라는 방법으로 람다식을 간략히 할 수 있다.
예를 들어 문자열을 정수로 변환하는 람다식을 생각해보자.
Function<String, Integer> f = (String s) -> Integer.parseInt(s);이 람다식을 메서드로 표현하면 아래와 같다.
Integer wrapper(String s) { // 이 메서드의 이름은 의미없다.
return Integer.parseInt(s);
}이 wrapper메서드는 별로 하는 일이 없다. 그저 값을 받아서 Integer.parseInt()에게 넘겨주기만 한다. 직접 Integer.parseInt를 호출하는게 낫다.
Fucntion<String, Integer> f = Integer::parseInt; // 메서드 참조위 메서드 참조에서 람다식의 일부가 생략되었지만, 컴파일러는 생략된 부분을 우변의 parseInt 메서드의 선언부로부터,
또는 좌변의 Function 인터페이스에 지정된 지네릭 타입으로부터 쉽게 알아낼 수 있다.
하나의 메서드만 호출하는 람다식은 '클래스이름::메서드이름'또는'참조변수::메서드이름'으로 바꿀 수 있다.
생성자의 메서드 참조
생성자를 호출하는 람다식도 메서드 참조로 변환할 수 있다.
Supplier<MyClass> s = () -> new MyClass(); // 람다식
Supplier<MyClass> s = MyClass::new; // 메서드 참조매개변수가 있는 생성자라면, 매개변수의 개수에 따라 알맞은 함수형 인터페이스를 사용하면 된다. 필요하다면 인터페이스를 새로 정의해야 한다.
Function<Integer, MyClass> f = (i) -> new MyClass(i); //람다식
Function<Integer, MyClass> f2 = MyClass::new; //메서드 참조
BiFuncion<Integer, String, MyClass> bf = (i,s) -> new MyClass(i,s);
BiFunction<Integer, String, MyClass> bf2 = MyClass::new; //메서드 참조그리고 배열을 생성할 때는 아래와 같이 하면 된다.
Function<Integer, int[]> f = x -> new int[x]; //람다식
Function<Integer, int[]> f2 = int[]::new //메서드 참조
참고자료 : 자바의정석