[Java] 자바 람다 표현식 - 정의, 생성, 메소드 참조

람다 표현식(lambda expression)이란?

• 람다 표현식(lambda expression)이란 간단히 말해 메소드를 하나의 식으로 표현한 것이다.
• 람다 표현식은 메소드의 매개변수로 전달될 수도 있으며, 메소드의 결괏값으로 반환될 수도 있다. 따라서 람다 표현식을 사용하면, 기존의 불필요한 코드를 줄여주고, 작성된 코드의 가독성을 높여준다.
• Java SE 8부터는 이러한 람다 표현식을 사용하여 자바에서도 함수형 프로그래밍을 할 수 있게 되었다.

// 일반 메소드
int min(int x, int y) {
    return x < y ? x : y;
}

// 람다 표현식
(x, y) -> x < y ? x : y;

• 위의 예제처럼 메소드를 람다 표현식으로 표현하면, 클래스를 작성하고 객체를 생성하지 않아도 메소드를 사용할 수 있다.

// 익명 클래스
new Object() {
    int min(int x, int y) {
        return x < y ? x : y;
    }
}

// 람다 표현식
(x, y) -> x < y ? x : y;

• 자바에서는 클래스의 선언과 동시에 객체를 생성하므로, 단 하나의 객체만을 생성할 수 있는 클래스를 익명 클래스라고 한다. 따라서 자바에서 람다 표현식은 익명 클래스와 같다고 할 수 있다.

람다 표현식 작성

• 자바에서는 화살표(->) 기호를 사용하여 람다 표현식을 작성할 수 있습니다.

(매개변수목록) -> { 함수몸체 }

람다 표현식 작성시 유의 사항

• 매개변수의 타입을 추론할 수 있는 경우에는 타입을 생략할 수 있다.
• 매개변수가 하나인 경우에는 괄호(())를 생략할 수 있다.
• 함수의 몸체가 하나의 명령문만으로 이루어진 경우에는 중괄호({})를 생략할 수 있다. (이때 세미콜론(;)은 붙이지 않음)
• 함수의 몸체가 하나의 return 문으로만 이루어진 경우에는 중괄호({})를 생략할 수 없다.
• return 문 대신 표현식을 사용할 수 있으며, 이때 반환값은 표현식의 결괏값이 된다. (이때 세미콜론(;)은 붙이지 않음)

// 전통적인 방식의 스레드 생성
new Thread(new Runnable() {
    public void run() {
        System.out.println("전통적인 방식의 일회용 스레드 생성");
    }
}).start();

// 람다 표현식을 사용한 스레드 생성
new Thread(()->{
    System.out.println("람다 표현식을 사용한 일회용 스레드 생성");
}).start();

>> 전통적인 방식의 일회용 스레드 생성
>> 람다 표현식을 사용한 일회용 스레드 생성

함수형 인터페이스(functional interface)

• 람다 표현식을 사용할 때는 람다 표현식을 저장하기 위한 참조 변수의 타입을 결정해야만 한다.

참조변수의타입 참조변수의이름 = 람다 표현식

• 아래 문법처럼 람다 표현식을 하나의 변수에 대입할 때 사용하는 참조 변수의 타입을 함수형 인터페이스라고 부른다.

@FunctionalInterface

• 함수형 인터페이스는 추상 클래스와는 달리 단 하나의 추상 메소드만을 가져야 한다. 또한, 다음과 같은 어노테이션(annotation)을 사용하여 함수형 인터페이스임을 명시할 수 있다.
• 아래와 같은 어노테이션을 인터페이스의 선언 앞에 붙이면, 컴파일러는 해당 인터페이스를 함수형 인터페이스로 인식한다. 자바 컴파일러는 이렇게 명시된 함수형 인터페이스에 두 개 이상의 메소드가 선언되면 오류를 발생시킨다.

@FunctionalInterface
interface Calc { // 함수형 인터페이스의 선언
    public int min(int x, int y);
}
 
public class Lambda02 {
public static void main(String[] args){
        Calc minNum = (x, y) -> x < y ? x : y; // 추상 메소드의 구현
        System.out.println(minNum.min(3, 4));  // 함수형 인터페이스의 사용
    }
}

>> 3

• 자바는 java.util.function 패키지를 통해 여러 상황에서 사용할 수 있는 다양한 함수형 인터페이스를 미리 정의하여 제공한다.

메소드 참조(method reference)

• 메소드 참조(method reference)는 람다 표현식이 단 하나의 메소드만을 호출하는 경우에 해당 람다 표현식에서 불필요한 매개변수를 제거하고 사용할 수 있도록 해준다.
• 메소드 참조를 사용하면 불필요한 매개변수를 제거하고 다음과 같이 '::' 기호를 사용하여 표현할 수 있다.

클래스이름::메소드이름
또는
참조변수이름::메소드이름

• 아래 예제는 두 개의 값을 전달받아 제곱 연산을 수행하는 Math 클래스의 클래스 메소드인 pow() 메소드를 호출하는 람다 표현식이다. 단순히 Math 클래스의 pow() 메소드로 인수를 전달하는 역할만 하므로, 메소드 참조를 사용하여 다음과 같이 간단히 표현할 수 있다.

(base, exponent) -> Math.pow(base, exponent);

Math::pow;

• 또한, 특정 인스턴스의 메소드를 참조할 때에도 참조 변수의 이름을 통해 메소드 참조를 사용할 수 있다.

MyClass obj = new MyClass;
Function<String, Boolean> func = (a) -> obj.equals(a); // 람다 표현식
Function<String, Boolean> func = obj::equals(a);       // 메소드 참조

생성자 참조

• 생성자를 호출하는 람다 표현식도 메소드 참조를 이용할 수 있다. 즉, 단순히 객체를 생성하고 반환하는 람다 표현식은 생성자 참조로 변환할 수 있다.

(a) -> { return new Object(a); }

Object::new;

• 위의 예제는 단순히 객체를 생성하고 반환하는 람다 표현식이다. 단순히 Object 클래스의 인스턴스를 생성하고 반환하기만 하므로, 생성자 참조를 사용하여 다음과 같이 간단히 표현할 수 있다.
• 이때 해당 생성자가 존재하지 않으면 컴파일 시 오류가 발생하며, 또한 배열을 생성할 때에도 다음과 같이 생성자 참조를 사용할 수 있다.

Function<Integer, double[]> func1 = a -> new double[a]; // 람다 표현식
Function<Integer, double[]> func2 = double[]::new;      // 생성자 참조

 

Reference

• http://www.tcpschool.com/