람다식

개요

람다식이란?

람다식이란 간단히 말해서, 메서드를 하나의 식(expression)으로 표현한 것이다.
람다식을 익명 함수라고 하기도 한다.

익명 클래스와 익명 함수는 별개의 것이다.

람다식 예시

int[] arr = new int[5];
Arrays.setAll(arr, (i) -> (int)(Math.random()*5)+1);

람다식의 의의

람다식으로 인해 메서드를 변수처럼 다루는 것이 가능해졌다.

자바스크립트에서 함수를 하나의 값으로 취급하는 것(콜백함수)과 유사하다.

메서드 vs 함수

함수
- 수학에서 따온 명칭이다.
- 수학의 함수와 개념이 유사하다.
메서드
- 객체지향개념에서 함수 대신 사용하는 용어이다.
- 객체지향개념에서는 어떤 함수는 특정 클래스에 반드시 속해야 한다는 제약이 있기 때문이다.
하지만 람다식의 등장으로, 메서드가 하나의 독립적인 기능을 하기 때문에 람다식에 국한하여 함수라는 용어를 사용한다.

람다식의 기초

람다식 작성하기

기존 메서드 형태

반환타입 메서드이름(매개변수 선언) {
  문장들
  }

람다식으로 변환된 형태

(매개변수 선언) -> {
  문장들
}

return 생략

반환값이 있는 메서드의 경우, return문 대신 식을 사용할 수 있다.
이때는 문장이 아닌 식이므로 끝에 ;를 붙이지 않는다.

예시

기존 메서드 형태

int max(int a, int b) {
  return a > b ? a : b;
}

람다식 형태

(int a, int b) -> {
  return a > b ? a : b;
}

return 생략
```
(int a, int b) -> a > b ? a : b
```

매개변수의 타입 생략

매개변수의 타입은 추론이 가능한 경우에 생략할 수 있다.

대부분의 경우 생략 가능하다.

예시

기존 람다식 형태

(int a, int b) -> {
  return a > b ? a : b;
}

return 및 매개변수 타입 생략
```
(a, b) -> a > b ? a : b
```

단 두 개 이상의 매개변수가 존재할 때, 특정 매개변수의 타입만 생략하는 것은 불가능하다.
```
(int a, b) -> {...} //불가능
```

괄호 생략

선언된 매개변수가 하나뿐인 경우에는 괄호()를 생략할 수 있다.
단, 매개변수의 타입이 있으면 생략할 수 없다.
예시
- 기존 람다식 형태
```
(a) -> a * a
```
- 괄호 생략
```
(a) -> a * a
```
또한 괄호{} 안의 문장이 하나일 때는 괄호{}를 생략할 수 있다.
이때 문장의 끝에 ;를 붙이지 않아야 한다는 것에 주의하자.

예시

기존 람다식 형태

(String name, int i) -> {
  System.out.println(name + "=" i);
}

괄호 생략

(String name, int i) -> System.out.println(name + "=" i)

단 괄호{} 안의 문장이 return문일 경우 괄호{}를 생략할 수 없다.

함수형 인터페이스

함수형 인터페이스란?

자바에선 람다식을 인터페이스를 통해서 다룬다.
그리고 람다식을 다루기 위한 인터페이스를 “함수형 인터페이스”라고 부르기로 했다.

함수형 인터페이스가 필요한 이유

사실 람다식은 익명 클래스의 객체와 동등하다. 아래 소스코드 A와 B 모두 동등하다.
소스코드 A
```
(int a, int b) -> a > b ? a : b
```

소스코드 B

new Object() {
  int max(int a, int b) {
    return a > b ? a : b;
  }
}

메서드 이름 max는 임의로 붙인 것일 뿐 의미는 없다.

위 소스코드 A와 B는 모두 동등하므로, 람다식은 아래와 같은 형식을 갖을 수 있다.
```
타입 f = (int a, int b) -> a > b ? a : b;
```
- 람다식을 참조변수(f)에 담았다.
- 그렇다면 이때 참조변수(f)에 필요한 타입은 무엇일까?
이때 람다식의 참조를 저장하는 참조변수의 타입이 바로 “함수형 인터페이스”이다.

예시

함수형 인터페이스

interface MyFunction {
  public abstract int max(int a, int b);
}

익명 클래스 객체

MyFunction f = new MyFunction() {
  @Override
  public int max(int a, int b) {
    return a > b ? a : b;
  }
}

람다식 대체
```
MyFunction f = (int a, int b) -> a > b ? a : b
```
위에서 람다식은 익명 클래스의 객체와 동등하다고 설명했다.
따라서 위처럼 변환이 가능하다.

함수형 인터페이스의 특징

@FunctionalInterface 애너테이션을 붙이는 것을 권장한다.
- 해당 애너테이션이 붙은 인터페이스가 함수형 인터페이스임을 컴파일러에게 알려줄 수 있으므로, 함수형 인터페이스를 올바르지 않게 선언한 경우 오류를 검출하기 용이하다.
함수형 인터페이스에는 오직 하나의 추상 메서드만 정의되어 있어야 한다.
- 그래야만, 람다식과 인터페이스의 메서드가 1대1로 연결될 수 있다.

함수형 인터페이스 정의 예시

@FunctionalInterface
interface MyFunction {
  public abstract int max(int a, int b);
}

람다식을 매개변수로 받는 방법

람다식을 특정 메서드의 매개변수로 받으려면 “함수형 인터페이스” 타입을 갖는 매개변수를 선언하면 된다.

예시

함수형 인터페이스 선언

@FunctionalInterface
interface MyFunction {
  public abstract void myMethod();
}

실행 코드

public class Main {
  public static void main(String[] args) {
    //----람다식을 전달하는 방법 1----
    MyFunction mf = () -> System.out.println("람다식");
    mainMethod(mf);


    //----람다식을 전달하는 방법 2----
    mainMethod( () -> System.out.println("람다식") );
  }

  /*
   * 함수형 인터페이스 MyFunction을 타입으로 갖는 매개변수 선언
  */
  private static void mainMethod(MyFunction mf) {
    mf.myMethod();
    //...
  }
}

즉 변수처럼 메서드를 주고받는 것이 가능해졌다.
- 사실상 메서드가 아니라 객체(익명 객체)를 주고받는 것이라 근본적으로 달라진 것은 아무것도 없지만, 람다식 덕분에 예전보다 코드가 더 간결하고 이해하기 쉬어졌다.

주의사항

함수형 인터페이스로 람다식을 참조할 수 있는 것일 뿐, 람다식의 타입이 함수형 인터페이스의 타입과 일치하는 것은 아니다.
- 람다식은 익명 객체이고, 익명 객체는 타입이 없다.

`java.util.function` 패키지

권장사항

위에서 직접 함수형 인터페이스를 선언하고 사용하는 방법에 대해 알아보았다.
하지만 매번 새로운 함수형 인터페이스를 정의하지 말고, 가능하면 java.util.function 패키지의 인터페이스를 활용하는 것이 좋다.

자바 라이브러리에서 제공하는 주요 함수형 인터페이스

조건식의 표현에 사용되는 `Predicate`

Predicate 함수형 인터페이스는 Function 함수형 인터페이스의 변형으로, 반환타입이 boolean이라는 것만 다르다.
Predicate는 조건식을 람다식으로 표현하는데 사용된다. ```java Predicate predicate = (a) -> a > 10;

if (predicate.test(15)) { System.out.println(“10보다 큰 수입니다.”); }

> 나머지 상세한 활용법은 추가적인 자료를 찾아보시길 바란다.

<br/><br/>

## 메서드 참조
### 개요
- 람다식을 더욱 간결하게 표현할 수 있는 방법이 존재한다. 이는 아래와 같다.
- **람다식이 하나의 메서드만 호출하는 경우에는 '메서드 참조'라는 방법으로 람다식을 간략히 할 수 있다.**

<br/>

### 메서드 참조 방법
|종류|람다 형식|메서드 참조 형식|설명|
|----|---------|----------------|----|
|static 메서드 참조|`(a) -> ClassName.method(a)`|`ClassName::method`|`ClassName` : 사용할 정적 메서드가 선언된 클래스명 <br/> `method` : 사용할 정적 메서드명|
|인스턴스 메서드 참조|`(obj, a) -> obj.method(a)`|`ClassName::method`|`ClassName` : 사용할 인스턴스 메서드가 선언된 클래스명 <br/> `method` : 사용할 인스턴스 메서드명|
|특정 객체 인스턴스 메서드 참조|`(a) -> obj.method(a)`|`obj::method`|`obj` : 따로 생성한 객체 <br/> `method` : 따로 생성한 객체의 클래스에 선언된 메서드 중, 사용할 인스턴스 메서드명|
|생성자의 메서드 참조|`(a) -> new ClassName(a)`|`ClassName::new`|`ClassName` : 생성할 객체의 클래스명|

<br/>

### 메서드 참조 예시
1. static 메서드 참조
    ```java
    //기존 람다식
    Function<String, Integer> f = (s) -> Integer.parseInt(s);

    //메서드 참조 활용 시
    Function<String, Integer> f = (s) -> Integer::parseInt;
    ```

2. 인스턴스 메서드 참조
    ```java
    //기존 람다식
    BiFunction<String, String, Boolean> f = (s1, s2) -> s1.equals(s2);

    //메서드 참조 활용 시
    BiFunction<String, String, Boolean> f = (s1, s2) -> String::equals;
    ```

3. 특정 객체 인스턴스 메서드 참조
    ```java
    //특정 객체
    MyClass myInstance = new MyClass();

    //기존 람다식
    Function<String, Integer> f = (s) -> myInstance.myMethod(s);

    //메서드 참조 활용 시
    Function<String, Integer> f = myInstance::myMethod;
    ```

4. 생성자 메서드 참조
    ```java
    //기존 람다식
    Function<String, MyClass> f = (s) -> new MyClass(s);

    //메서드 참조 활용 시
    Function<String, MyClass> f = MyClass::new;
    ```

<br/>

### 생략된 부분을 컴파일러가 처리할 수 있는 이유
- 아래 예시를 다시보자. 해당 예시를 통해 설명하도록 하겠다.
  ```java
  //기존 람다식
  Function<String, Integer> f = (s) -> Integer.parseInt(s);

  //메서드 참조 활용 시
  Function<String, Integer> f = (s) -> Integer::parseInt;

컴파일러는 아래 내용을 통해, 생략된 부분의 내용을 알 수 있다.
- 우변(Integer::parseInt)의 parseInt 메서드의 선언부
- 좌변(Function<String, Integer>)의 Function 인터페이스에 지정된 제네릭 타입

남궁성, 『Java의 정석 3rd Edition』

본 게시글은 위 교재를 기반으로 정리한 글입니다.

람다식

개요

람다식이란?

람다식 예시

람다식의 의의

메서드 vs 함수

람다식의 기초

람다식 작성하기

return 생략

매개변수의 타입 생략

괄호 생략

함수형 인터페이스

함수형 인터페이스란?

함수형 인터페이스가 필요한 이유

함수형 인터페이스의 특징

람다식을 매개변수로 받는 방법

주의사항

java.util.function 패키지

권장사항

자바 라이브러리에서 제공하는 주요 함수형 인터페이스

조건식의 표현에 사용되는 Predicate

`java.util.function` 패키지

조건식의 표현에 사용되는 `Predicate`