[자바의 정석] Chapter 14. 람다

람다식

JDK1.9부터 추가된 람다식 덕분에 자바는 객체지향언어인 동시에 함수형 언어가 되었다.

람디식이란 간단히 말해서 메서드를 하나의 식으로 표현한 것이다. 람다식은 함수를 간략하면서도 명확한 식으로 표현할 수 있게 해 준다.

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

원래 모든 메서드는 클래스에 포함되어야 하므로 클래스도 새로 만들어야 하고, 객체도 생성해야만 비로소 이 메서드를 호출할 수 있다. 그러나 람다식은 이 모든 과정 없이 오직 람다식 자체만으로도 이 메서드의 역할을 대신할 수 있다.

 

람다식 작성하기

• 람다식은 익명 함수답게 메서드에서 이름과 반환타입을 제거하고 매개변수 선언부와 몸통{} 사이에 '->'를 추가한다.

반환타입 메서드이름(매개변수 선언) {
}


// 을 람다식으로 바꾸면

(매개변수 선언) -> {
}

 

• 반환값이 있는 메서드의 경우 return문 대신 '식(expression)'으로 대신할 수 있다.

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

(int a, int b) -> a > b ? a : b

 

• 람다식에 선언된 매개변수의 타입은 추론이 가능한 경우 생략할 수 있는데, 대부분의 경우에 생략이 가능하다. (단, 하나의 타입만 생략하는 것은 불가능)

(int a, int b) -> a > b ? a : b

(a, b) -> a > b ? a : b

 

• 선언된 매개변수가 하나뿐인 경우에는 괄호를 생략할 수 있다. 단, 매개변수의 타입이 있으면 괄호를 생략할 수 없다.

java
(a) -> a * a
a -> a * a            // 가능

(int a) -> a * a
int a -> a * a        // 불가능

 

• 마찬가지로 괄호 안에 문장이 하나일 때는 괄호를 생략할 수 있다. 대신 괄호를 생략한 후에 세미콜론을 지워주어야 한다. (단, 괄호 안의 문장이 리턴문인 경우 생략할 수 없다.)

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

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

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

 

 

함수형 인터페이스

람다식은 일종의 메서드인데, 어떤 클래스에 포함되는 것일까?
바로 익명 클래스의 객체와 동등하다.

일단 참조변수가 있어야 객체의 메서드를 호출할 수 있으니, 익명 객체의 주소를 f라는 참조변수에 저장해 보자

타입 f = (int a, int b) -> a > b ? a : b;

 

이제 f의 타입을 정해주어야 한다. 참조형이니까 클래스 또는 인터페이스가 가능하고, 람다식과 동등한 메서드가 정의되어 있는 것이어야 한다. 그래야만 참조변수로 익명 객체의 메서드를 호출할 수 있기 때문이다.

예를 들어 인터페이스가 정의되어 있다고 한다면

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 호출

위 코드는 아래 코드로 대체 가능하다.
왜냐? 인터페이스에 정의된 메서드와 람다식 (int a, int b) -> a > b ? a : b;의 선언부가 일치하기 때문이다.

MyFunction f = (int a, int b) -> a > b ? a : b;        // 익명 객체를 람다식으로 대체

int big = f.max(5, 3);    // 익명 객체의 메서드를 호출

 

위에서 본 것처럼, 인터페이스를 정의해서 람다식을 다루는 것이 자연스러웠다.
때문에 자바에서는 인터페이스를 통해 람다식을 다루기로 결정되었으며, 이를 함수형 인터페이스라고 부르기로 했다.

 

이해가 잘 안 돼서 적어보는 함수형 인터페이스

1. 함수형 인터페이스란 1개의 추상메서드를 갖는 인터페이스이다.
2. Java8부터 인퍼테이스는 기본 구현체를 포함한 디폴트 메서드를 포함할 수 있다.
      → 여러 개의 디폴트 메서드가 있더라도 추상 메서드가 오직 하나라면 함수형 인터페이스이다.
3. 자바의 람다 표현식은 오직 함수형 인터페이스로만 사용 가능하다.

 

함수형 인터페이스는 위에 적었듯이 추상 메서드가 오직 하나인 인터페이스를 의미한다.
추상 메서드가 하나라는 뜻은 default method 또는 static method가 여러 개 존재해도 상관없다는 뜻이다.

그리고 @FunctionalInterface 어노테이션을 사용하는데, 이 어노테이션은 해당 인터페이스가 함수형 인터페이스 조건에 맞는지 검사해 준다!!

물론 @FunctionalInterface 어노테이션 없이도 함수형 인터페이스로 동작하고 사용하는데 문제없지만, 인터페이스 검증과 유지보수를 위해 붙여주는 것이 좋다!

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메서드 참조

위에 적어둔 것만 봐도 람다식을 이용하면 매우 간결한 코드를 작성할 수 있다.
그런데 놀랍게도 람다식이 하나의 메서드만 호출하는 경우에는 더욱 간결하게 표현할 수 있는 방법이 있다.

그것이 바로 메서드 참조이다.

Integer wrapper (String s) {
    return Integer.parseInt(s);
}

Function<String, Integer> f = (String s) -> Integer.parseInt(s);

 

wrapper은 메서드의 이름이 의미가 없다. 왜냐하면 return으로 다시 메서드를 호출해주고 있기 때문에 사실상 리턴값을 바로 호출하는 것이 좋을 것 같다.

참조변수 f의 타입만 봐도 String 타입의 매개변수를 받는다는 것을 알 수 있으므로 람다식의 매개변수들은 없어도 된다. 람다식에서 매개변수들을 제거해 메서드 참조로 변경하면 아래와 같다.

Function<String, Integer> f = Integer::parseInt