Java 람다식(Lambda Expression)이란? 자바 기초 배우기

공부/전자컴퓨터공학

Java 람다식(Lambda Expression)이란? 자바 기초 배우기

AhJustC 2024. 5. 30. 12:58

람다식(Lambda Expression)

람다식은 함수형 프로그래밍 기법을 지원하는 자바의 문법 요소이다. 람다식은 간단히 말해서 메서드를 하나의 식(expression)으로 표현한 것으로 코드를 매우 간결하면서 명확하게 표현할 수 있다는 큰 장점을 가지고 있다.

다음의 예를 살펴보자.

//기존 메서드 표현 방식
void sayhello() {
	System.out.println("HELLO!")
}

//위의 코드를 람다식으로 표현한 식
() -> System.out.println("HELLO!")

람다식에서는 기본적으로 반환 타입과 이름을 생략할 수 있다. 그러한 이유때문에 종종 이름없는 함수, 익명함수(anonymous) 라 부르기도 한다.

아래의 예시를 통해 메서드를 람다식으로 만드는 방법에 대해 살펴보자.

int sum(int num1, int num2) {
	return num1 + num2;
}

sum 메서드를 람다식으로 바꿔보자

(int num1, int num2) -> { // 반환타입과 메서드명 제거 + 화살표 추가
	return num1 + num2;
}

반환타입과 메서드명을 제거하고 코드블록 사이에 화살표를 추가해주었다.

// 기존 방식
void example1() {
	System.out.println(5);
}

// 람다식
() -> {System.out.println(5);}

// 기존 방식
int example2() {
	return 10;
}

// 람다식
() -> {return 10;}

// 기존 방식
void example3(String str) {
	System.out.println(str);
}

// 람다식
(String str) -> {	System.out.println(str);}

이렇게 람다식을 사용하면 기존 방식을 더 간편하고 명확하게 표현할 수 있다. 이외에도 특정 조건이 충족되면 람다식을 더욱 축약하여 표현할 수 있다.

// 기존 방식
int sum(int num1, int num2) {
	return num1 + num2;
}

// 람다식
(int num1, int num2) -> {
	num1 + num2
}

메서드 바디에 문장이 실행문이 하나만 존재할 경우 중괄호와 return 문을 생략할 수 있다.

(int num1, int num2) -> num1 + num2

거기에 매개변수 타입을 함수형 인터페이스를 통해 유추할 수 있는 경우에는 매개변수 타입도 생략할 수 있다.

(num1, num2) -> num1 + num2

함수형 인터페이스

람다식 또한 사실은 객체이다. 이름이 없는 익명 객체라 할 수 있다. 아래의 예제를 봐보자.

// sum 메서드 람다식
(num1, num2) -> num1 + num2

// 람다식을 객체로 표현
new Object() {
	int sum(int num1, int num2) {
		return num1 + num1;
	}
}

위의 람다식으로 표현한 sum 메서드는 사실 아래와 같은 이름이 없는 익명 객체이다.

익명 객체는 익명 클래스를 통해 만들 수 있는데, 익명 클래스란 객체의 선언과 생성을 동시에 하여 오직 하나의 객체를 생성하고, 단 한번만 사용되는 일회용 클래스이다. 아래와 같이 생성과 선언을 한번에 할 수 있다.

new Object() {
	int sum(int num1, int num2) {
		return num1 + num1;
	}
}

만약에 람다식이 객체라 한다면 객체에 접근하고 사용하기 위한 참조변수가 필요할 것이다. 그런데 기존에 객체를 생성할 때 만들었던 Object 클래스에는 sum 이라는 메서드가 없으므로 Object 타입의 참조변수에 담는다고 하더라도 sum 메서드를 사용할 수 없다.

public class LamdaExample1 {
    public static void main(String[] args) {

        // 람다식 Object obj = (num1, num2) -> num1 + num2; 로 대체 가능
        Object obj = new Object() {
            int sum(int num1, int num2) {
                return num1 + num1;
            }
        };

        obj.sum(1, 2);
    }
}

출력 결과
java: cannot find symbol
  symbol:   method sum(int,int)
  location: variable obj of type java.lang.Object

이 같은 문제를 해결하기 위해 사용하는 자바의 문법요소가 바로 함수형 인터페이스(Functional Interface)라고 할 수 있다. 즉 자바에서 함수형 프로그래밍을 하기 위한 새로운 문법 요소를 도입하는 대신, 기존의 인터페이스 문법을 활용하여 람다식을 다루는 것이라고 할 수 있다. 함수형 인터페이스는 단 하나의 추상 메서드만 선언될 수 있는데 이는 람다식과 인터페이스의 메서드가 1:1로 매칭되어야 하기 때문이다.

public class LamdaExample1 {
    public static void main(String[] args) {
        /* Object obj = new Object() {
            int sum(int num1, int num2) {
                return num1 + num1;
            }
        };
        */
        ExampleFunction exampleFunction = (num1, num2) -> num1 + num2;
        System.out.println(exampleFunction.sum(10,15));
}

@FunctionalInterface // 컴파일러가 인터페이스가 바르게 정의되었는지 확인하도록 합니다.
interface ExampleFunction {
		int sum(int num1, int num2);
}

// 출력값
25

위의 예제에서 함수형 인터페이스인 ExampleFunction에 추상메서드 sum()이 정의되어 있다. 이 함수형 인터페이스는 람다식은 참조할 참조변수를 선언할 때 타입으로 사용하기 위해 필요하다.

함수형 인터페이스 타입으로 선언된 참조변수 exampleFunction에 람다식이 할당되었으며 이제 exampleFunction을 통해 sum()메서드를 호출할 수 있다.

매개변수와 리턴값이 없는 람다식

@FunctionalInterface
public interface MyFunctionalInterface {
    void accept();
}

이 인터페이스를 타깃 타입으로 갖는 람다식은 아래와 같은 형태로 작성되어야 한다. 람다식에서 매개변수가 없는 이유는 accept()가 매개변수를 가지고 있지 않기 때문이다.

MyFunctionalInterface example = () -> { ... };

// example.accept();

람다식이 대입된 인터페이스의 참조 변수는 위의 주석과 같이 accept)를 호출할 수 있다. accept()의 호출은 람다식의 중괄호{} 를 실행시킨다.

@FunctionalInterface
interface MyFunctionalInterface {
    void accept();
}

public class MyFunctionalInterfaceExample {
    public static void main(String[] args) throws Exception {
        MyFunctionalInterface example = () -> System.out.println("accept() 호출");
        example.accept();
    }
}

// 출력값
accept() 호출

매개변수가 있는 람다식

@FunctionalInterface
public interface MyFunctionalInterface {
    void accept(int x);
}

이 인터페이스를 타깃 타입으로 갖는 람다식은 다음과 같은 형태로 작성해야 한다. 람다식에서 매개변수가 한 개인 이유는 추상메서드 accept()가 매개변수를 하나만 가지기 때문이다.

public class MyFunctionalInterfaceExample {

    public static void main(String[] args) throws Exception {

        MyFunctionalInterface example;
        example = (x) -> {
            int result = x * 5;
            System.out.println(result);
        };
        example.accept(2);

        example = (x) -> System.out.println(x * 5);
        example.accept(2);
    }
}

// 출력값
10
10

람다식이 대입된 인터페이스의 참조변수는 다음과 같이 accept()를 호출할 수 있다. 위의 예시와 같이 매개값으로 2를 주면 람다식의 x 변수에 2가 대입되고, x는 중괄호 {}에서 사용된다.

리턴값이 있는 람다식

@FunctionalInterface
public interface MyFunctionalInterface {
    int accept(int x, int y);
}

이 인터페이스를 타깃 타입으로 갖는 람다식은 다음과 같은 형태로 작성해야 한다. 람다식에서 매개변수가 두 개인 이유는 accept()가 매개변수를 두 개 가지기 때문이다. 또한 accept()가 리턴 타입이 있기 때문에 중괄호 {}에는 return 문이 있어야 한다.

public class MyFunctionalInterfaceExample {

    public static void main(String[] args) throws Exception {

        MyFunctionalInterface example;

        example = (x, y) -> {
            int result = x + y;
            return result;
        };
        int result1 = example.accept(2, 5);
        System.out.println(result1);

        example = (x, y) -> { return x + y; };
        int result2 = example.accept(2, 5);
        System.out.println(result2);

        example = (x, y) ->  x + y;
        //return문만 있으면, 중괄호 {}와 return문 생략 가능
        int result3 = example.accept(2, 5);
        System.out.println(result3);

        example = (x, y) -> sum(x, y);
        //return문만 있으면, 중괄호 {}와 return문 생략 가능
        int result4 = example.accept(2, 5);
        System.out.println(result4);

    }

    public static int sum(int x, int y){
        return x + y;
    }
}

//출력값
7
7
7
7

람다식이 대입된 인터페이스 참조변수는 다음과 같이 accept()를 호출할 수 있다. 매개값으로 2와 5를 주면 람다식의 x 변수에 2, y 변수에 5가 대입되고 x와 y는 중괄호에서 사용된다.

자바에서 기본적으로 제공하는 함수형 인터페이스

자바에서는 빈번하게 사용되는 함수형 인터페이스를 기본적으로 제공하고 있다.

메서드 레퍼런스

메서드 참조는 람다식에서 불필요한 매개변수를 제거할 때 주로 사용한다.

(left, right) -> Math.max(left, right)

람다식은 단순히 두 개의 값을 Math.max()메서드의 매개값으로 전달하는 역할만 하므로 다소 불편해 보인다. 또한 이 경우 입력값과 출력값의 반환타입을 쉽게 유추할 수 있으므로 입력값과 출력값을 일일이 적어주는게 크게 중요하지 않다. 이럴때는 다음과 같이 메서드 참조를 이용하면 깔끔하게 처리할 수 있다.

// 클래스이름::메서드이름

Math :: max // 메서드 참조

메서드 참조도 람다식과 마찬가지로 인터페이스의 익명 구현 객체로 생성되므로 인터페이스의 추상 메서드가 어떻게 매개변수를 가지고, 리턴타입이 무앗인가에 따라 달라진다.

IntBinaryOperator 인터페이스는 두 개의 int 매개값을 받아 int 값을 리턴하므로 Math::max 메서드 참조를 대입할 수 있다.

IntBinaryOperator operato = Math :: max; //메서드 참조

정적 메서드와 인스턴스 메서드 참조

정적 메서드를 참조할 때는 클래스 이름 뒤에 :: 기호를 붙이고 정적 메서드 이름을 기술하면 된다.

인스턴스 메서드의 경우에는 먼저 객체를 생성한 다음 참조변수 뒤에 :: 기호를 붙이고 인스턴스 메서드 이름을 기술하면 된다.

아래 예제는 Calculator의 정적 및 인스턴스 메서드를 참조한다.

//Calculator.java
public class Calculator {
  public static int staticMethod(int x, int y) {
                        return x + y;
  }

  public int instanceMethod(int x, int y) {
   return x * y;
  }
}

import java.util.function.IntBinaryOperator;

public class MethodReferences {
  public static void main(String[] args) throws Exception {
    IntBinaryOperator operator;

    /*정적 메서드
		클래스이름::메서드이름
		*/
    operator = Calculator::staticMethod;
    System.out.println("정적메서드 결과 : " + operator.applyAsInt(3, 5));

    /*인스턴스 메서드
		인스턴스명::메서드명
		*/

    Calculator calculator = new Calculator();
    operator = calculator::instanceMethod;
    System.out.println("인스턴스 메서드 결과 : "+ operator.applyAsInt(3, 5));
  }
}
/*
정적메서드 결과 : 8
인스턴스 메서드 결과 : 15
*/

생성자 참조

생성자를 참조한다는 것은 객체 생성을 의미한다. 단순히 메서드 호출로 구성된 람다식을 메서드 참조로 대치할 수 있듯, 단순히 객체를 생성하고 리턴하도록 구성된 람다식은 생성자 참조로 대치할 수 있다. 이 경우 생성자 참조로 표현한다면 클래스 이름 뒤에 :: 기호를 붙이고 new 연산자를 기술하면 된다.

생성자가 오버로딩되어 여러개가 있으면 컴파일러는 함수형 인터페이스의 추상 메서드와 동일한 매개변수 타입과 개수가 있는 생성자를 찾아 실행한다. 다음 예제를 확인해보자.

//Member.java
public class Member {
  private String name;
  private String id;

  public Member() {
    System.out.println("Member() 실행");
  }

  public Member(String id) {
    System.out.println("Member(String id) 실행");
    this.id = id;
  }

  public Member(String name, String id) {
    System.out.println("Member(String name, String id) 실행");
    this.id = id;
    this.name = name;
  }

  public String getName() {
    return name;
  }

public String getId() {
    return id;
  }
}

import java.util.function.BiFunction;
import java.util.function.Function;

public class ConstructorRef {
  public static void main(String[] args) throws Exception {
    Function<String, Member> function1 = Member::new;
    Member member1 = function1.apply("kimcoding");

    BiFunction<String, String, Member> function2 = Member::new;
    Member member2 = function2.apply("kimcoding", "김코딩");
  }
}

/*
Member(String id) 실행
Member(String name, String id) 실행
*/

위의 코드는 생성자 참조를 이용하여 두 가지 방법으로 Member 객체를 생성하고 있다. 하나는 Function<String, Member> 함수형 인터페이스의 Member apply(String) 메서드를 이용해서 Member 객체를 생성하고 다른 하나는 BiFunction<String, String, Member> 함수형 인터페이스의 Member 객체를 생성한다.

'공부 > 전자컴퓨터공학' 카테고리의 다른 글

Java Optional Class 란? 자바 기초 배우기 (0)	2024.05.30
Java 스트림(Stream) 이란? 자바 기초 배우기 (0)	2024.05.30
Java 애너테이션(Annotation) 이란? 자바 기초 배우기 (0)	2024.05.30
Java 컬렉션 프레임워크란? 자바 기초 배우기 (0)	2024.05.30
Java 예외처리(Exception Handling)란? 자바 기초 배우기 (1)	2024.05.28

현재글Java 람다식(Lambda Expression)이란? 자바 기초 배우기

도전하는 아저씨

Ah! Just Challenger. 근로 소득 만으로 먹고살기 힘든 30대 아저씨. 닥치는 대로 무엇이든 도전해보자! 나만의 사업을 해보자! 경제적인 자유를 얻어보자!

자바, 오블완, 전기기사, 전기실기단답, java, 괌, 전기, Java 기초, 전기산업기사, 티스토리챌린지, 전기산업기사실기, 전기공사기사, 전기단답, 전기기사실기단답, 자바 기초, 전기기사실기, 신재생에너지발전설비기사, 전기실기, 전세, 전세소송,

Today :
Yesterday :

일	월	화	수	목	금	토
1	2	3	4	5	6	7
8	9	10	11	12	13	14
15	16	17	18	19	20	21
22	23	24	25	26	27	28
29	30	31

도전하는 아저씨