자바 람다 표현식

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자바 람다 표현식

thebasics 2024. 8. 24. 17:00

목차
1. 람다 표현식이란 무엇인가?
2. 람다 표현식의 장점
3. 람다 표현식의 기본 구조
4. 람다 표현식의 사용 방법
   - 함수형 인터페이스
   - 익명 클래스와의 비교
   - 메서드 참조
5. 람다 표현식과 스트림 API
6. 고차 함수와 람다
7. 람다 표현식의 한계와 주의사항
8. 예제와 분석
9. 결론 및 추가 학습 자료

1. 람다 표현식이란 무엇인가?

람다 표현식(Lambda Expression)은 자바 8에서 도입된 기능으로, 익명 함수(Anonymous Function)를 생성하기 위한 간결한 문법입니다. 람다 표현식을 사용하면 코드의 간결성과 가독성을 높일 수 있으며, 기존에 익명 클래스로 처리하던 작업을 더 간단하게 표현할 수 있습니다. 함수형 프로그래밍의 개념을 자바에 도입하면서 람다 표현식은 자바에서 함수형 프로그래밍을 지원하는 중요한 요소가 되었습니다.

람다 표현식의 기본 개념은 매개변수를 받아 특정 작업을 수행하는 함수이며, 이 함수는 메서드의 인수로 전달하거나 변수에 할당할 수 있습니다.

2. 람다 표현식의 장점

람다 표현식을 사용하면 다음과 같은 장점을 얻을 수 있습니다:

- 간결한 코드: 람다 표현식을 사용하면 코드의 길이가 줄어들어 더 간결한 코드 작성을 할 수 있습니다.
- 가독성 향상: 불필요한 코드가 제거되고 핵심 로직에 집중할 수 있어 코드 가독성이 향상됩니다.
- 익명 클래스의 대체: 기존의 익명 클래스로 작성하던 코드를 람다 표현식으로 대체하여 코드 중복을 줄일 수 있습니다.
- 병렬 처리 용이성: 람다 표현식은 스트림 API와 함께 사용되며, 병렬 처리 작업을 간편하게 구현할 수 있습니다.

3. 람다 표현식의 기본 구조

람다 표현식은 기본적으로 매개변수 목록, 화살표 연산자('->'), 그리고 실행할 코드 블록으로 구성됩니다.

람다 표현식 기본 구조:

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

구성 요소:
- 매개변수 목록: 람다 표현식이 처리할 입력 값입니다. 매개변수가 하나일 경우 괄호를 생략할 수 있습니다.
- 화살표 연산자('->'): 매개변수와 실행할 코드 블록을 구분하는 역할을 합니다.
- 실행할 코드 블록: 람다 표현식이 수행할 작업입니다. 단일 문장이면 중괄호를 생략할 수 있으며, 여러 문장일 경우 중괄호로 감쌀 수 있습니다.

예제 코드:

// 매개변수가 없는 경우
() -> System.out.println("Hello, World!");

// 매개변수가 하나인 경우
x -> x * x;

// 매개변수가 여러 개인 경우
(x, y) -> x + y;

// 복잡한 로직의 경우
(x, y) -> {
    int sum = x + y;
    return sum * 2;
}

설명:
- 첫 번째 예제는 매개변수가 없는 람다 표현식으로, 단순히 "Hello, World!"를 출력합니다.
- 두 번째 예제는 매개변수 'x'를 받아 제곱한 값을 반환합니다.
- 세 번째 예제는 두 개의 매개변수를 받아 그 합을 반환합니다.
- 네 번째 예제는 두 개의 매개변수를 받아 복잡한 계산을 수행한 후 결과를 반환합니다.

4. 람다 표현식의 사용 방법

람다 표현식은 함수형 인터페이스와 함께 사용됩니다. 함수형 인터페이스는 단 하나의 추상 메서드를 가진 인터페이스를 의미하며, 람다 표현식은 이 추상 메서드를 구현하는 데 사용됩니다.

함수형 인터페이스

자바에서 함수형 인터페이스는 '@FunctionalInterface' 어노테이션으로 명시할 수 있습니다. 이 어노테이션은 인터페이스가 단일 추상 메서드를 가지도록 강제하며, 람다 표현식과 함께 사용될 수 있음을 나타냅니다.

예제 코드:

@FunctionalInterface
interface MyFunctionalInterface {
    void myMethod();
}

public class LambdaExample {
    public static void main(String[] args) {
        MyFunctionalInterface func = () -> System.out.println("Hello, Lambda!");
        func.myMethod();
    }
}

설명:
- 'MyFunctionalInterface'는 단일 추상 메서드 'myMethod'를 가지며, '@FunctionalInterface' 어노테이션을 사용하여 함수형 인터페이스임을 명시합니다.
- 람다 표현식을 사용하여 'myMethod'를 구현하고, 이를 호출합니다.

익명 클래스와의 비교

람다 표현식은 기존의 익명 클래스를 대체할 수 있습니다. 익명 클래스는 일회성으로 사용되는 클래스를 선언과 동시에 인스턴스화하는 방법으로, 코드가 장황해지는 단점이 있었습니다. 람다 표현식은 이를 간결하게 대체할 수 있습니다.

예제 코드:

익명 클래스 사용:

Button button = new Button("Click Me");
button.addActionListener(new ActionListener() {
    @Override
    public void actionPerformed(ActionEvent e) {
        System.out.println("Button clicked!");
    }
});

람다 표현식 사용:

Button button = new Button("Click Me");
button.addActionListener(e -> System.out.println("Button clicked!"));

설명:
- 첫 번째 예제는 익명 클래스를 사용하여 'ActionListener'를 구현한 것이며, 코드를 읽기 어렵게 만듭니다.
- 두 번째 예제는 람다 표현식을 사용하여 같은 기능을 훨씬 간결하게 구현한 것입니다.

메서드 참조

람다 표현식은 메서드 참조(Method Reference)로 대체할 수 있습니다. 메서드 참조는 기존의 메서드를 람다 표현식으로 사용하는 것과 유사하며, 코드의 간결성을 높입니다.

메서드 참조 구문:

ClassName::methodName

예제 코드:

public class MethodReferenceExample {
    public static void main(String[] args) {
        List<String> names = Arrays.asList("Alice", "Bob", "Charlie");

        // 람다 표현식
        names.forEach(name -> System.out.println(name));

        // 메서드 참조
        names.forEach(System.out::println);
    }
}

설명:
- 'forEach' 메서드에서 람다 표현식을 사용하여 리스트의 각 요소를 출력합니다.
- 메서드 참조를 사용하여 같은 결과를 더 간결하게 구현할 수 있습니다.

5. 람다 표현식과 스트림 API

람다 표현식은 자바 스트림 API와 함께 사용되며, 대량의 데이터를 처리할 때 매우 유용합니다. 스트림 API는 데이터의 흐름을 처리하는 데 사용되며, 필터링, 매핑, 정렬, 집계 등의 작업을 간결하게 수행할 수 있습니다.

예제 코드:

import java.util.*;
import java.util.stream.*;

public class StreamExample {
    public static void main(String[] args) {
        List<Integer> numbers = Arrays.asList(1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10);

        // 짝수만 필터링하여 제곱한 후 출력
        numbers.stream()
               .filter(n -> n % 2 == 0)
               .map(n -> n * n)
               .forEach(System.out::println);
    }
}

설명:
- 'stream()' 메서드를 사용하여 리스트에서 스트림을 생성합니다.
- 'filter' 메서드를 사용하여 짝수만 필터링하고, 'map' 메서드를 사용하여 필터링된 요소를 제곱합니다.
- 최종적으로 'forEach' 메서드를 사용하여 결과를 출력합니다.

6. 고차 함수와 람다

람다 표현식은 고차 함수와 함께 사용되며, 고차 함수는 다른 함수를 인수로 받거나 함수를 반환하는 함수를 의미합니다. 자바에서는 람다 표현식을 사용하여 고차 함수를 간단하게 구현할 수 있습니다.

예제 코드:

import java.util.function.*;

public class HigherOrderFunctionExample {
    public static void main(String[] args) {
        // 고차 함수: 함수를 인수로 받아 함수 반환
        Function<Integer, Integer> square = x -> x * x;
        Function<Integer, Integer> increment = x -> x + 1;
        Function<Integer, Integer> composedFunction = compose(square, increment);

        System.out.println(composed

Function.apply(3)); // 16
    }

    // 함수 합성 메서드
    public static <T> Function<T, T> compose(Function<T, T> f1, Function<T, T> f2) {
        return x -> f1.apply(f2.apply(x));
    }
}

설명:
- 'compose' 메서드는 두 함수를 인수로 받아 새로운 함수를 반환하는 고차 함수입니다.
- 'square'와 'increment' 함수는 각각 제곱과 증가 연산을 수행하며, 합성된 함수는 두 연산을 순서대로 수행합니다.

7. 람다 표현식의 한계와 주의사항

람다 표현식은 강력한 기능이지만, 몇 가지 한계와 주의사항이 있습니다:

- 디버깅 어려움: 람다 표현식은 코드가 간결한 만큼, 디버깅 시 추적이 어려울 수 있습니다. 특히 복잡한 람다 표현식의 경우 문제를 파악하기 어려울 수 있습니다.
- 함수형 인터페이스 의존: 람다 표현식은 반드시 함수형 인터페이스와 함께 사용되어야 합니다. 함수형 인터페이스가 없는 경우 람다 표현식을 사용할 수 없습니다.
- 타입 추론의 한계: 자바의 타입 추론이 모든 경우에 완벽하게 동작하지 않을 수 있어, 명시적인 타입 선언이 필요할 때도 있습니다.

8. 예제와 분석

여러 람다 표현식 기능을 종합적으로 사용하는 예제를 살펴보겠습니다.

종합 예제:

import java.util.*;
import java.util.function.*;

public class LambdaAdvancedExample {
    public static void main(String[] args) {
        // Predicate 사용 예제: 짝수인지 확인
        Predicate<Integer> isEven = n -> n % 2 == 0;

        List<Integer> numbers = Arrays.asList(1, 2, 3, 4, 5, 6);
        numbers.stream()
               .filter(isEven)
               .forEach(System.out::println); // 2, 4, 6

        // Consumer 사용 예제: 리스트의 각 요소를 출력
        Consumer<String> printer = System.out::println;
        List<String> names = Arrays.asList("Alice", "Bob", "Charlie");
        names.forEach(printer);

        // Function 사용 예제: 숫자를 제곱
        Function<Integer, Integer> square = n -> n * n;
        List<Integer> squares = map(numbers, square);
        squares.forEach(System.out::println); // 1, 4, 9, 16, 25, 36
    }

    public static <T, R> List<R> map(List<T> list, Function<T, R> function) {
        List<R> result = new ArrayList<>();
        for (T t : list) {
            result.add(function.apply(t));
        }
        return result;
    }
}

코드 분석:
- 'Predicate', 'Consumer', 'Function' 등의 함수형 인터페이스를 사용하여 람다 표현식을 다양한 방식으로 활용했습니다.
- 'map' 메서드는 리스트의 각 요소에 주어진 함수를 적용하여 새로운 리스트를 반환하는 고차 함수입니다.
- 스트림 API를 사용하여 짝수를 필터링하고 출력하는 작업을 람다 표현식으로 간결하게 처리했습니다.

9. 결론 및 추가 학습 자료

이번 글에서는 자바의 람다 표현식에 대해 살펴보았습니다. 람다 표현식은 코드의 간결성과 가독성을 높이며, 자바에서 함수형 프로그래밍을 지원하는 중요한 기능입니다. 익명 클래스와 비교하여 더 효율적이고 명확한 코드를 작성할 수 있으며, 스트림 API와 결합하여 데이터를 효과적으로 처리할 수 있습니다.

추가 학습 자료:
- 자바 공식 문서: [Oracle Java Documentation - Lambda Expressions](https://docs.oracle.com/javase/tutorial/java/javaOO/lambdaexpressions.html)
- 온라인 자바 튜토리얼: [W3Schools Java Lambda Expressions](https://www.w3schools.com/java/java_lambda.asp)
- 자바 코딩 연습 사이트: [GeeksforGeeks - Lambda Expressions in Java](https://www.geeksforgeeks.org/lambda-expressions-java/)

람다 표현식은 자바의 강력한 기능 중 하나로, 다양한 상황에서 코드의 품질을 높이는 데 기여할 수 있습니다. 이번 기회를 통해 람다 표현식의 개념과 활용 방법을 잘 이해하고, 실무에서 적용해보세요.

이제 자바의 람다 표현식에 대해 자세히 이해하게 되었습니다. 다음 글에서는 자바의 또 다른 고급 기능에 대해 다루도록 하겠습니다. 자바의 더 깊은 이해를 위해 계속해서 학습해나가세요!

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