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Lambda 개념을 정리해보자

Java 람다식의 개념과 문법, 함수형 인터페이스를 예제와 함께 살펴봅니다.

수정 2024. 5. 20.
#Java
목차
  1. 람다식 (Lambda Expression)
  2. 람다식 작성하기
  3. 람다식 작성시 주의 해야 할 사항
  4. 익명 화살표 함수 →
  5. 람다식은 익명 함수가 아니라 익명 객체이다.
  6. 함수형 인터페이스
  7. @FunctionalInterface
  8. 람다식의 타입 추론
  9. 표준 함수형 인터페이스
  10. 람다식과 메서드 참조
  11. 메소드 참조 종류
  12. 참고

첨부 이미지

람다식 (Lambda Expression)

  • 자바 8에서 도입됨
  • 함수(메서드)를 하나의 식으로 표현하는 방법
  • 익명함수 (anonymous function)
  • 람다식으로 표현하면 메서드의 이름과 반환값을 생략할 수 있고, 이를 변수에 넣어 자바 코드가 매우 간결해진다.
  • 메서드
int max(int a, int b) {
        return a > b ? a : b ;
}
  • 람다식
(a, b) -> a > b ? a : b

람다식 작성하기

  1. 메서드의 이름과 반환타입을 제거하고, “→” 를 블록{} 앞에 추가한다 
    ~~int max~~(int a, int b) -> {
     return a > b ? a : b ;
}
  2. 반환값이 있는 경우 식이나 값만 적고, return문 생략 가능 (끝에 “;” 를 안붙인다) 
    (int a, int b) -> a > b ? a : b
  3. 매개변수의 타입이 추론 가능하면 생략 가능 
    (a, b) -> a > b ? a : b

람다식 작성시 주의 해야 할 사항

  1. 매개변수가 하나인 경우, 괄호() 생략가능 - 타입이 없을 때만
( a ) -> a * a
(int a) -> a * a
a -> a * a      // OK
int a -> a * a  // 에러

  1. 블록 안의 문장이 하나 뿐일 때, 괄호{} 생략 가능 (끝에 “;” 를 안붙인다)

    단 하나뿐인 문장이 return문이면 괄호\{\} 생략 불가 

    (int i) -> {
     System.out.println(i);
}
    (int i) -> System.out.println(i)

익명 화살표 함수 →

  • 자바스크립트의 익명 화살표 함수 자체가 람다 함수의 일종
  • 변수에 함수를 담을때, 자바는 강타입 언어이기에 반드시 함수에 대한 타입을 선언해야 한다.
  • 하지만 자바에 8가지 타입밖에 없어, 마땅한 자료형이 없고, 인터페이스를 익명 구현 객체 타입으로서 함수를 해당 인터페이스 타입으로 받을수 있게 설계한것
    • Primitive Type(원시타입) : 실제 데이터 값을 저장한다
      (int, long, double, float, boolean, byte, short, char)
    • Reference Type(참조 타입) : 객체를 참조하는 타입, 메모리 번지값을 통해 객체를 참조
      Integer, Long, Double, Float, Boolean, Byte, Short, Char
    • 자바는 오토박싱, 언박싱이 잘 되어 있어, 원시 타입과 참조타입을 코드 상에 같이 사용해도 큰 문제는 발생하지 않는다.

람다식은 익명 함수가 아니라 익명 객체이다.

  • 인터페이스를 익명 클래스로 구현한 익명 구현 객체
  • 자바는 메소드를 단독으로 선언할 수 없다.
(a, b) -> a > b ? a : b

// 오른쪽과 동일한 코드
new Object() {
        int max(int a , int b) {
                return a > b ? a : b ;
        }
}

→ 익명 클래스, 익명 객체 : 객체의 선언과 생성을 동시에 한다.

  • 람다식(익명 객체)을 다루기 위한 참조변수가 필요하다. 참조 변수의 타입은 ?

    Object obj = new Object() {
      int max(int a , int b) {
              return a > b ? a : b ;
      }
}
    타입? obj = (a, b) -> a > b ? a : b ;

    ⇒ 함수형 인터페이스 타입

함수형 인터페이스

  • 딱 하나의 추상 메소드가 선언된 인터페이스를 말한다.
  • 람다식은 함수형 인터페이스 안에 정의된 하나의 추상 메소드 선언을 짧게 표현한 것
// 함수형 인터페이스가 될 수 있다.
interface OkMax {
    int max(int x, int y);
}

// 함수형 인터페이스가 될수 없다.
interface NotCalculate {
    int max(int x, int y);
    int min(int x, int y);
}

// 구성요소가 많아도 결국 추상 메서드는 한개이기 때문에 함수형 인터페이스이다.
interface OkMax {
    int max(int x, int y);

    final boolean isNumber = true; // final 상수
    default void print() {};        // default 메서드
    static void print2() {};        // static 메서드
}

@FunctionalInterface

인터페이스 선언시 @FunctionalInterface 을 사용하여, 함수형 인터페이스임을 명시적으로 선언한다.

이 어노테이션을 사용하면 컴파일러가 하나의 추상 메소드만 가지는지 검증하여 잘못된 사용을 방지할 수 있다.

@FunctionalInterface
interface MyFunctionalInterface {
    void execute();
}

람다식의 타입 추론

컴파일러 스스로 람다 함수 식을 보고 타입을 유추할 수 있다.

// 함수형 인터페이스
interface OkMax {
    int max(int x, int y);
}

// 람다식을 사용한 예
OkMax lambda = (a, b) -> a > b ? a : b;
  • 람다식을 받는 메소드의 매개변수 타입을 보고, 함수형 인터페이스의 정의문을 찾아 추상 메소드의 형태를 본뒤에 추상메소드에 정의된 타입에 따라 람다 함수식의 타입을 자동으로 판별한다.
  • 대부분의 함수형 인터페이스를 이용할때 제네릭(Generics)를 사용하게 되는데, 컴파일러가 타입을 추론하는데, 필요한 타입 정보 대부분을 제네릭에서 판별하여 얻는다.

아래 Collectors.toList() 의 정의문을 보면, 람다함수의 매개변수 타입은 제네릭T 타입이 들어있는 걸 볼수 있다.

toList() 메소드

표준 함수형 인터페이스

함수형 인터페이스 매개변수 메서드 반환값
Runnable X void run() X
Supplier<T> X T get() O <T>
Consumer<T> O <T> void accept(T t) X
Function<T, R> O <T> R apply(T t) O (R)
Predicate<T> O <T> boolean test(T t) O (boolean)

람다식과 메서드 참조

  • 람다식에서 파라미터의 중복을 피하기 위해 사용한다.
  • * 람다식의 메소드 참조 문법을 사용하기 위해서는 다음의 3가지 조건을 만족해야 한다. **
  1. 함수형 인터페이스의 매개 변수 타입 == 메소드의 매개변수 타입
  2. 함수형 인터페이스의 매개 변수 개수 == 메소드의 매개변수 개수
  3. 함수형 인터페이스의 반환 타입 == 메소드의 반환 타입

메소드 참조 종류

  1. 정적 메서드 참조 
    // 기존 람다식
Function<String, Integer> stringToInteger = (s) -> Integer.parseInt(s);

// 정적 메소드 참조
Function<String, Integer> stringToInteger = Integer::parseInt;
  2. 인스턴스 메서드 참조 
    // 기존 람다식
BiFunction<String, String, Boolean> stringEquals = (s1, s2) -> s1.equals(s2);

// 인스턴스 메소드 참조
BiFunction<String, String, Boolean> stringEquals = String::equals;
  3. 매개변수의 메서드 참조 
    Function<String, Integer> size;

// 기존 람다 식
size = (String s1) ->  s1.length();

// 매개변수의 메서드 참조
size = String::length;
  4. 생성자 참조 
    // 기존 람다식
Supplier<ArrayList<String>> listSupplier = () -> new ArrayList<>();

// 생성자 참조
Supplier<ArrayList<String>> listSupplier = ArrayList::new;

참고