[Java] 람다식과 스트림 - (1) 람다식 기본

0.🚶들어가며

자바는 JDK1.5에서 추가된 제네릭으로 한 번, JDK1.8에서 추가된 람다식의 등장에서 또 한 번 큰 변화가 생겼다고 합니다. 람다식의 도입으로 객체지향 언어였던 자바는 함수형 언어의 기능까지 갖추게 된 것이죠.

 

개인적으로 자바스크립트의 Arrow Function과 고차 함수가 매우 마음에 드는 기능이라고 생각했었는데요. 자바에서도 람다식과 스트림이라는 개념으로 비슷한 기능을 제공해준다는 사실이 매우 반가웠고, 이를 소개하기 위해 글을 써보려합니다. 

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1.📕람다식이란?

람다식은 메서드를 하나의 "식"으로 표현한 것입니다. 파이썬이나 자바스크립트와 비교한다면 자바는 메서드 하나를 정의하는 과정이 상당히 귀찮습니다. 람다식은 자바의 메서드 정의 과정을 굉장히 간편하게 해주고, 적절히 사용한다면 가독성 역시 높일 수 있습니다.

 

람다식의 예시를 하나만 살펴보겠습니다.

// 기존 메서드 정의 방식
int sum(int a, int b) {
    return a + b;
}

// 위 메서드를 람다식으로 변경
(a, b) -> a + b;

람다식을 보시면 기존 방식보다 훨씬 간결해진 것을 볼 수 있습니다. 또한 조금만 익숙해져도 가독성이 기존 방식보다 훨씬 뛰어납니다. 

 

또한 람다식으로 변경할 때 sum이라는 메서드 이름과 리턴 타입이 사라졌는데 이러한 이유에서 람다식을 "익명 함수"라고도 부릅니다.

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2.✍람다식 작성하는 법

위 예시에서 살짝 살펴본 것처럼 람다식을 작성하는 법은 다음과 같습니다.

1. 메서드에서 이름과 리턴 타입을 제거해줍니다.
2. 선언부 바로 뒤에 -> 를 추가해줍니다.

코드로 한 번 살펴보겠습니다.

// 기존 방식의 메서드
int max(int a, int b) {
	return a > b ? a : b;
}

// 람다식 변환 - (1) 기본 방식
(int a, int b) -> { return a > b ? a : b; }


// 람다식 변환 - (2) return문 대신 식으로 대체
// 식의 연산 결과가 자동적으로 리턴값이 된다.
(int a, int b) -> a > b? a : b


// 람다식 변환 - (3) 매개변수의 타입 생략
// 매개변수의 타입이 추론 가능한 경우 생략가능 -> 대부분 생략 가능
(a, b) -> a > b ? a : b

자바스크립트 Arrow Function에 익숙하시다면 매우 친숙한 형태이실 것이고, 익숙하지 않으시더라도 람다식 변환 방식을 위부터 차근차근 살펴보시면 이해하기 어렵지 않으실 것 같습니다!

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3.📚함수형 인터페이스

람다식은 함수형 인터페이스와 밀접한 관계가 있습니다. 함수형 인터페이스에 대해 알아보기 전 람다식의 정체부터 알아보도록 하겠습니다.

 

자바는 객체지향 언어입니다. 객체지향 언어에서 함수형 언어같은 표현 방식을 사용할 수 있게 된 이유가 뭘까요? 지금까지 람다식이 메서드와 동등한 것처럼 설명해왔는데 사실 람다식은 익명 구현 객체와 동등합니다. 

 

코드로 살펴보죠.

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

위와 같은 람다식을 호출하고 싶다면 어떻게 해야할까요..? 메서드를 호출하려면 참조타입이 있어야하고 그 참조 타입을 통해 메서드 이름으로 호출하는 게 일반적입니다. 람다식에 그 방식을 적용하려고 시도해봅시다.

타입 f = (a, b) -> a > b ? a : b

 위와 같이 써주고 싶은데 f의 타입을 어떻게 해주어야할 지 답이 나오지 않습니다. 하지만 참조형 타입이니 클래스거나 인터페이스가 후보군이 될 수 있겠죠? 이때 만약 타입이 인터페이스이고 그 인터페이스에 구현해야할 메서드가 하나인 경우라면 어떨까요? 위에서 말했던 익명 구현 객체와 동등하다라는 말이 여기서 좀 더 구체화됩니다. 

 

아래와 같이 구현할 메서드가 하나인 인터페이스가 있다고 가정해봅시다.

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

위 인터페이스를 구현한 익명 구현 클래스는 아래와 같이 생성할 수 있습니다.

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

int bigger = f.max(5, 3); // 메서드 호출

 

위 코드은 람다식을 이용해 아래처럼 바꿀 수 있습니다.

MyInterface f = (a, b) -> a > b ? a : b;
int bigger = f.max(5, 3);

위 코드처럼 바꿀 수 있는 이유가 바로 람다식이 실제로는 익명 구현 객체이기 때문입니다. 또한 람다식에서 메서드 이름, 매개 변수의 타입, 리턴 값을 생략해도 올바르게 추론할 수 있는 이유도 구현한 인터페이스에서 모든 정보를 얻을 수 있기 때문입니다.

 

이처럼 자바에서는 구현할 메서드가 하나인 인터페이스를 정의해서 람다식을 자연스럽게 다룰 수 있게 되었고 이 때, 람다식을 다루기 위한 인터페이스를 바로 함수형 인터페이스라고 합니다.

 

아래와 같이 @FunctinalInterface 어노테이션을 붙여주면 컴파일러가 함수형 인터페이스를 적절히 정의해주었는지 체크해주기도 합니다.

@FunctionalInterface
interface MyInterface {
	public abstract int max(int a, intb);
}

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4.💨나가며

이번 글에서는 람다식의 기본 개념에 대해 알아보았습니다. 자바의 기존 성질을 깨지 않고 인터페이스를 사용해 람다식이라는 함수형 언어의 특징을 가져왔다는 것이 매우 놀라운 것 같습니다.

 

편리함을 많이 제공해주는 기능인만큼 잘알아보면 좋을 것 같다는 생각이 들고 기회가 되면 추후 같은 주제로 글을 더 써보도록 하겠습니다.