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14. 람다식

함수형 프로그래밍은 병렬처리와 이벤트 지향 프로그래밍에 적합하기 때문에 부각되고있다. 자바는 함수적 프로그래밍을 위해 람다식을 도입했다.

람다식은 익명 함수를 생성하기 위한 식으로 객체 지향 언어보다는 함수 지향 언어에 가깝다.

  1. 자바 코드가 매우 간결 해짐
  2. 컬렉션의 요소를 필터링하거나 매핑해 원하는 결과를 쉽게 집계할 수 있음
람다식 -> 매개변수를 가진 코드 블록 -> 익명구현객체

람다식의 형태는 매개 변수를 가진 코드 블록이지만, 런타임 시에 익명 구현 객체를 생성한다.

Runnable runnable = new Runnable(){ //익명구현객체
    public void run(){...}
};
Runnable runnable = () -> {...}; //람다식

람다식은 (매개변수)->{실행코드} 의 형태로 작성된다.

람다식 기본 문법

(타입 매개변수, ...)->{실행문; ...}
  • (타입 매개변수, ...) : 오른쪽 중괄호 {}를 실행하기 위해 필요한 값을 제공하는 역할, 매개변수 이름은 개발자가 자유롭게 줄 수 있다.
  • -> : 매개 변수를 이용해서 중괄호{} 를 실행
(int a)->{System.out.println(a);}

매개 변수 타입은 런타임시에 대입되는 값에 따라 자동으로 인식될 수 있기 때문에 람다식에서는 매개 변수의 타입을 일반적으로 언급하지 않는다.

(a)->{System.out.println(a);}

하나의 매개변수만 있다면 () 를 생략할 수 있고, 하나의 실행문만 있다면 {} 도 생략할 수 있다.

a -> System.out.println(a);

만약 매개변수가 없다면 빈괄호() 를 반드시 사용해야한다.

(x,y) -> { return x+y; }

실행문을 실행하고 결과값을 리턴해야한다면 위와 같이 return문으로 결과값을 지정할 수 있다.

(x,y) -> x+y

만약 {} 에 return문만 있는 경우에는 위와 같이 return문을 사용하지 않고 작성할 수 있다.

타겟 타입과 함수적 인터페이스

인터페이스 변수 = 람다식;

람다식은 인터페이스 변수에 대입된다. 즉, 람다식은 인터페이스의 익명 구현 객체를 생성한다는 뜻이다. 인터페이스는 직접 객체화할 수 없기 때문에 익명 구현 클래스를 생성하고 객체화한다. 람다식은 대입될 인터페이스의 종류에 따라 작성법이 달라지기 때문에 **람다식이 대입될 인터페이스를 람다식의 타겟타입(target type)**이라 한다.

@FunctionallInterface 함수적 인터페이스

람다식이 하나의 메소드를 정의하기 때문에 두 개 이상의 추상 메소드가 선언된 인터페이스는 람다식을 이용해서 구현객체를 생성할 수 없다. 즉, 하나의 추상 메소드가 선언된 인터페이스만이 람다식의 타겟 타입이 될 수 있으며, 이를 함수적 인터페이스라 한다. 인터페이스 선언시 @FunctionallInterface 어노테이션을 붙이면 컴파일러가 두 개 이상의 추상 메소드가 선언되지 않도록 체킹해준다.

@FunctionalInterface
public interface MyFunctionalInterface{
    public void methodA();
    public void methodB(); // 컴파일 오류
}

매개 변수와 리턴값이 없는 람다식

@FunctionalInterface
public interface MyFunctionalInterface{
    public void method();
}
MyFunctionalInterface fi = ()->{...}

method()가 매개변수 값을 가지지 않기 때문에 람다식에서 매개변수가 없다.

fi.method();

람다식이 대입된 인터페이스의 참조 변수는 위와 같이 method()를 호출할 수 있으며, 호출은 람다식의 {...} 를 실행시킨다.

매개 변수가 있는 람다식

@FunctionalInterface
public interface MyFunctionalInterface{
    public void method(int x);
}
MyFunctionalInterface fi = (x)->{...}
MyFunctionalInterface fi = x -> {...}
fi.method(5);

리턴값이 있는 람다식

@FunctionalInterface
public interface MyFunctionalInterface{
    public int method(int x, int y);
}
MyFunctionalInterface fi = (x, y)->{ ... ; return 값; }
MyFunctionalInterface fi = (x, y)->{ 
    return x + y;
}
MyFunctionalInterface fi = (x, y) -> x + y;
int result = fi.method(2,5);

클래스 멤버와 로컬 변수 사용

람다식의 실행 블록에는 클래스의 멤버(필드, 메소드) 및 로컬 변수를 사용할 수 있다.

클래스 멤버 사용

클래스의 멤버인 필드와 메소드는 제약없이 사용할 수 있다. 하지만 this 키워드를 사용할 때는 주의가 필요하다.

일반적으로 익명 객체 내부에서 this는 익명 객체의 참조이지만, 람다식에서 this는 내부적으로 생성되는 람다식을 실행한 객체의 참조이다.

public interface MyFunctionalInterface{
    public void method();
}
public class UsingThis{
	public int outterField = 10;
    
    class Inner{
        int innerField = 20;
        
        void method(){
            //람다식
            MyFunctionalInterface fi = ()->{
                // 바깥 객체의 참조를 얻기 위해서는 클래스명.this사용
				System.out.println("outterField : "+ UsingThis.this.outterField);
				// 람다식 내부에서 this는 Inner 객체를 잠조
                System.out.println("innerField : "+ this.innerField);
            };
            fi.method();
        }
    }
}
public class UsingThisEx {
    public static void main(String... args){
        UsingThis usingThis = new UsingThis();
        UsignThis.Inner inner = usingThis.new Inner();
        inner.method();
    }
}

로컬 변수 사용

람다식은 메소드 내부에서 주로 작성되므로 로컬 익명 구현 객체를 생성시킨다고 봐야한다. 람다식에서 바깥 클래스의 필드나 메소드는 제한 없이 사용할 수 있으나, 메소드의 매개변수 또는 로컬 변수를 사용하면 이 두 변수는 final 특성을 가져야한다.

[09. 중첩 클래스와 중첩 인터페이스 - 익명객체의 로컬 변수 사용 를 참조]

매개 변수 또는 로컬 변수를 람다식에서 읽는 것은 허용되지만, 람다식 내부 또는 외부에서 변경할 수 없다.

public interface MyFunctionalInterface{
    public void method();
}
public class UsingLocalVariable{
	// arg는 final 특성
    void method(int arg){
        int localVar = 40; // localVal final 특성
        
        // final특성때문에 변경 불가
        // arg = 31;
        // localVal = 20;
        
        // 람다식
        MyFunctionalInterface fi = () -> {
            System.out.println("arg: " + arg);
            System.out.println("localVal: " + localVal);
        };
        fi.method();
    }
}