람다식(Lambda Expression) - (1)

 

  JDK1.8부터 람다식(Lambda Expression)을 사용할 수 있게 되었다. 이것은 자바의 매우 큰 변화 중에 하나이다. 이번 글을 통해 '람다식의 개념', '람다식 작성법', '함수형 인터페이스'를 알아보자.

 

1. 람다식(Lambda Expression) 🍣

    람다식(Lambda Expression)은 메서드를 하나의 '식(expression)'으로 표현한 것이다. 이를 통해 자바는 객체지향언어인 동시에 함수형 언어가 되었다. 아래는 명령형 프로그래밍과 선언형 프로그래밍에 대한 간략한 내용이다. 이를 알고 람다식을 배운다면 람다식의 내용이 더 쉽게 다가올 것이다.

• 명령형 프로그래밍 (⊃ 객체지향 프로그래밍) : 클래스에서 메서드를 정의하고, 필요할 때 그 메서드를 호출하는 명령을 하여 동작하는 것
• 선언형 프로그래밍 (⊃ 함수형 프로그래밍) : 데이터가 입력으로 주어지고, 데이터가 처리되는 과정(흐름)을 정의하는 것으로 동작하는 것.

  람다식은 익명 함수(anonymous function)라고도 한다. 객체지향개념에서는 함수(function) 대신 객체의 행위나 동작을 의미하는 메서드(method)라는 용어를 사용한다. 메서드는 함수와 같은 의미이지만, 특정 클래스에 반드시 속해야 한다는 제약이 있다. 그래서 객체지향에서는 기존의 함수와 같은 의미의 다른 용어를 선택해서 사용한 것이다.
  하지만 람다식을 이용한다면 메서드라는 단어를 쓴 목적과 다르게 하나의 독립적인 기능을 하게 된다.(특정 클래스에 반드시 속할 필요가 없다.) 그래서 람다식을 익명 메서드가 아닌 익명 함수라고 부르는 것이다.

 

2. 람다식 작성법 🍜

  메서드가 아닌 익명 함수이므로 메서드에서 이름과 반환 타입을 제거하여 사용한다. 그리고 매개변수 선언부와 몸통{ } 사이에 '->'을 추가한다. 

// 메서드
반환타입 메서드이름 (매개변수 선언) {
 ...
}

// 익명 함수 (람다식)
(매개변수 선언) -> {
 ...
}

  위의 틀이 기본적인 것이고 아래의 5가지만 기억한다면 손쉽게 람다식을 만들 수 있다.

  1. 반환값이 있는 메서드의 경우, return문 대신 '식(expression)'으로 대신할 수 있다. 식(expression)은 문장(statement)이 아니므로 끝에 ';'을 생략할 수 있다.

// 식(expression) 사용X
(int a, int b) -> {return a > b ? a : b; }

// 식(expression) 사용O
(int a, int b) -> a > b ? a : b

  2. 람다식에 선언된 매개변수의 타입은 추론이 가능한 경우는 생략할 수 있다. (대부분의 경우에 생략이 가능하다.)

// 추론 가능한 타입 생략 전
(int a, int b) -> a > b ? a : b

// 추론 가능한 타입 생략 후
(a, b) -> a > b ? a : b

  3. 매개변수가 하나뿐인 경에는 괄호( )를 생략할 수 있다. (매개변수의 타입이 있으면 괄호 생략 불가능)

// 매개변수가 하나인 경우 괄호 생략 전
(a) -> a * a

// 매개변수가 하나인 경우 괄호 생략 후
a -> a * a

// 매개변수의 타입이 있으면 괄호( ) 생략 불가능
(int a) -> a * a
int a -> a * a // Error

  4. 괄호{ } 안의 문장이 하나일 때는 괄호{ }를 생략할 수 있다. 이때 문장 끝에 ';'를 붙이지 말아야 한다.

// 괄호{ }안에 문장이 하나일 때 괄호{ } 생략 전
(String name, int i) -> {
  System.out.println(name + "=" + i);
}

// 괄호{ }안에 문장이 하나일 때 괄호{ } 생략 후
(String name, int i) ->
  System.out.println(name + "=" + i) // 문장 끝에 ';'를 붙이지 않아야 함!

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

//  괄호{ }안의 문장이 return문일 경우 괄호{ }를 생략할 수 없다!
(int a, int b) -> { return a > b ? a : b;} // OK
(int a, int b) -> return a > b ? a : b // Error

 

3. 함수형 인터페이스(Functional Interface) 🍤

  Comparator에서 살펴본 것처럼 인터페이스를 구현하여 익명 클래스의 객체를 생성할 수 있었다.

Comparator<String> comparator = new Comparator<String>() {
    @Override
    public int compare(String o1, String o2) {
        return o1.length() - o2.length();
    }
};

  람다식도 실제로는 익명 객체이므로 위의 코드를 람다식으로 대체할 수 있다.

Comparator<String> comparator1 = (String o1, String o2) -> o1.length() - o2.length();

  위의 과정을 살펴보면 하나의 인터페이스를 람다식으로 다루고 있다. 이는 자바의 규칙을 어기지 않으면서도 자연스럽다. 그래서 인터페이스르 통해 람다식을 다루기로 결정하였고, 람다식을 다루기 위한 인터페이스를 '함수형 인터페이스(functional interface)'라고 부르기로 했다. 사용방법은 아래와 같다.

• 컴파일러가 함수형 인터페이스를 올바르게 정의했는지 확인하기 위하여 @FunctionalInterface를 붙여준다.
• 오직 하나의 추상 메서드만 정의한다.
• static메서드와 default메서드의 개수에는 제약이 없다.

@FunctionalInterface
interface FunctionForLambda {
    public abstract int method();
}

  매개변수의 개수와 리턴 타입에 따라서 여러 개의 인터페이스를 만들 수 있다.

// 매개변수가 없는 경우
@FunctionalInterface
interface FunctionForLambda1 {
    public abstract void method();
}

// 매개변수가 하나인 경우
@FunctionalInterface
interface FunctionForLambda2 {
    public abstract void method(int a);
}

// 매개변수가 두개인 경우
@FunctionalInterface
interface FunctionForLambda3 {
    public abstract void method(int a, int b);
}

// 리턴타입이 int인 경우
@FunctionalInterface
interface FunctionForLambda4 {
    public abstract int method();
}

// 리턴타입이 Boolean인 경우
@FunctionalInterface
interface FunctionForLambda5 {
    public abstract boolean method();
}

  5개만 적었지만 실제로는 더 많은 개수의 인터페이스가 존재할 수 있다. (매개변수는 0개, 1개, 2개 정도를 자주 사용하므로) 만약 Generics를 사용한다면 자주 쓰는 함수형 인터페이스는 몇 개가 되지 않을 것이다. 그래서 자주 쓰이는 형식의 함수형 인터페이스를 java.util.function패키지에 이미 정의해 놓았다. 이는 다음 글에서 자세히 알아보도록 하자.

  

  매개변수의 타입을 함수형 인터페이스로 지정할 수 있다. 변수처럼 메서드를 주고받는다고 볼 수도 있긴 한데, 정확히는 메서드가 아니라 객체를 주고받는 것이다. (당연하게 할 수 있는 것이다.)

void method (MyFunction f) {
    f.FunctionalInterfaceMethod();
}

MyFunction f = () -> System.out.println("MyFunction f");
method(f);

 

해당 글은 남궁 성님의 Java의 정석을 읽고 작성한 것입니다.