[CHAPTER 3] - 람다 표현식

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[CHAPTER 3] - 람다 표현식

이번 챕터는 람다가 무엇인지, 왜 나왔는지, 특징에 대해 자세히 알아보고 람다를 어디에, 어떻게 사용하는지 익히자.

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3.1 람다(Lambda) 란 무엇인가?

• 람다 표현식은 함수형 인터페이스를 간결하게 구현하기 위한 익명 함수 이다.

람다(Lambda) 특징

• 익명: 보통의 메서드와 달리 이름이 없으므로 익명이라 표현한다.
• 함수: 람다는 메서드와 달리 특정 클래스에 종속되지 않아 함수다. 하지만 메서드처럼 파라미터 리스트, 바디, 반환 형식, 발생할 수 있는 예외 리스트를 포함한다.
• 전달: 람다 표현식을 메서드 인수로 전달하거나 변수로 저장할 수 있다.
• 간결성: 익명 클래스처럼 많은 자질구레한 코드를 구현할 필요가 없다.

람다의 표현식

• 람다 표현식은 파라미터, 화살표, 바디로 구성

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

• 람다의 기본 문법으로 expression 과 statements 일 때 문법이 다르니까 유의하자.

(parameters) -> expression
(parameters) -> {statements;}

expression(표현식) 과 statements(구문) 의 차이?

3.2 어디에, 어떻게 람다를 사용할까?

함수형 인터페이스을 구현할 때 사용한다.

함수형 인터페이스(Functional Interface)란?

• 추상 메서드 를 딱 하나만 가지고 있는 인터페이스. (SAM, Single Abstract Method)
• static 메서드나 default 메서드가 있어도 상관없이 구현해야될 추상 메서드가 하나만 존재하면 함수형 인터페이스이다.

@ FunctionalInterface
public interface SamInterface {
    
    int calculate(int a, int b);

}

• @FunctionalInterface 를 사용하면 명시적으로 함수형 인터페이스를 정의할 수 있고, 인터페이스 규칙이 틀렸을 경우 컴파일 에러를 발생시킨다.

• 자바에서 기본 제공하는 함수형 인터페이스

자주 사용하는 함수형 인터페이스

• Function<T, R>

  • 입력 값(T 타입)을 받아서 결과 값(R 타입)을 반환하는 함수 인터페이스
  • apply() 메서드를 사용하여 값을 변환할 수 있다.

  @FuncionalInterface
  public interface Function<T, R> {
      R apply(T t);
  }

• Predicate<T>

  • 주어진 입력 값을 평가하여 논리적인 참 또는 거짓 값을 반환하는 인터페이스.
  • test() 메서드를 사용하여 참 거짓을 반환한다.

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

• Consumer<T>

  • 주어진 입력 값(T 타입)을 받아서 어떤 동작을 수행하는 함수를 표현하는 인터페이스이다. (반환값 X)
  • accept() 메서드를 사용하여 동작을 수행한다.

   @FuncationalInterface
   public interface Consumer<T> {
       void accept(T t);
   }

• Supplier<T>

  • 어떤 값(T 타입)을 제공하는 함수를 표현하는 인터페이스이다. (입력 값은 X)
  • get() 메서드를 사용하여 값을 반환한다.

  @FunctionalInterface
  public interface Supplier<T> {
      T get();
  }

기본형 특화 함수형 인터페이스

위에서 살펴본 함수형 인터페이스는 모두 제네릭 파라미터를 받는다. 따라서 참조형만 사용할 수 있다.
박싱(Boxing): 기본형 -> 참조형
언박싱(UnBoxing): 참조형 -> 기본형
자바 8에서는 기본형을 입출력으로 사용할 때 오토박싱(비용 소모 큼)을 피하기 위한 함수형 인터페이스도 제공한다.
기본형 특화 함수형 인터페이스 : IntPredicate, LongConsumer, DoubleFunction ... 등등

메서드 시그니처와 함수 디스크립터

메서드 시그니처란?

메서드 시그니처는 메서드의 이름과 매개변수 타입, 순서, 개수를 통해 메서드를 유일하게 구분한다.
오버로딩 개념을 가능하게 한다.

// 메서드 이름이 같지만 매개변수의 타입이 다르기 때문에 오버로딩하여 정의 가능!
int addNum(int a, int b);
long addNum(long a, long b);

함수 디스크립터

함수형 인터페이스를 표현할 때 사용하며, 매개변수의 타입과 반환 타입을 정의하는 형태로 표현한다.

(매개변수 타입) -> 반환타입

3.5 형식 검사, 형식 추론, 제약

형식 검사

• 람다가 사용되는 콘텍스트(context)를 보고 람다의 형식(type)을 추론할 수 있다. 이때 기대되는 람다 표현식의 형식을 대상 형식(target type)이라고 한다.

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

다음과 같은 과정으로 형식 검사가 진행된다.

1. 람다가 사용된 메서드의 선언을 확인한다. filter
2. 람다가 사용된 메서드의 파라미터로 대상 형식을 기대한다. Predicate<Apple>
3. 기대하는 파라미터의 함수형 인터페이스를 파악한다. Predicate<T> 는 test 라는 추상 메서드를 정의
4. 그 함수형 인터페이스의 함수 디스크립터를 묘사한다. test는 boolean을 반환
5. 전달받은 인수의 람다가 그 요구사항을 만족해야 한다. filter메서드의 두 번째 매개변수 형이 boolean 인지 체크!

형식 추론

• 제네릭을 사용할 때 선언부에 타입 매개변수를 명시하면 생성자에서는 빈 다이아몬드 연사자로 남겨두어도 객체 타입을 추론할 수 있다.

    List<String> listOfStrings = new ArrayList<>();

• 람다 표현식에서도 콘텍스트(context)를 이용해서 람다 표현식과 관련된 함수형 인터페이스를 추론할 수 있어서 조금 더 단순하게 작성할 수 있다.

    // 형식 추론을 하지 않음
    Comparator<Apple> c =
	(Apple a1, Apple a2) -> a1.getWeight().compareTo(a2.getWeight());

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

• 명시적으로 형을 작성할지, 아닐지는 개발자가 스스로 결정해야한다.

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Reference

함수형 인터페이스와 람다
함수형 프로그래밍이 뭔가요?
자바 람다 발표 리뷰