🎽 인프런 워밍업 클럽 0기 백엔드 세 번째 과제

인프런 워밍업 클럽 0기 세 번째 과제의 질문은 다음과 같다.

출처
https://inf.run/XKQg
질문1. 자바의 람다식은 왜 등장했을까?
질문2. 람다식과 익명 클래스는 어떤 관계가 있을까? - 람다식의 문법은 어떻게 될까?

여러 레퍼런스를 읽고 공부한 후. 나름의 생각을 바탕으로 저만의 답변을 적어보고자 합니다.

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람다식이 등장하게 된 이유를 살펴보기 전에 익명 클래스, 함수형 인터페이스에 대해 알아보자.

1. 함수형 인터페이스(Functional Interface, Single Abstract Method)

• 함수형 인터페이스는 오직 하나의 추상 메소드를 가지고 있는 인터페이스이다.
  함수형 인터페이스의 추상 메소드 시그니처(signature)는 람다식이 해당 인터페이스를 구현할 때 사용되는 형태를 정의할 수 있다.
  
  예를 들어, Runnable 인터페이스는 void run(); 추상 메소드를 가지고 있다. 이 인터페이스를 사용하는 람다식도 동일한 시그니처를 가져야 하는 것이다.

Runnable rn = () -> {..}

Signature란?
메소드의 이름, 매개변수의 타입 및 순서, 반환 타입 등을 모두 포함한 메소드의 고유한 특성을 나타낸 것이다.

• @FunctionInterface 어노테이션을 사용할 수 있다.
  이 어노테이션은 해당 인터페이스가 함수형 인터페이스 조건에 맞는지 컴파일 시점에 검사할 수 있으므로 인터페이스 검증과 유지보수를 위해 사용을 권장한다.

2. 익명 클래스 (Anoymous Class)

람다식이 도입되기 전, 익명 클래스를 사용하여 함수형 인터페이스의 인스턴스를 생성했다.

익명 클래스는 보일러플레이트 코드(boilerplate code)를 피하기 위해 단 한 번만 사용할 클래스를 만들 때 사용한다.
즉, 클래스의 선언과 동시에 객체를 생성하므로 단 하나의 객체만을 생성하는 일회용 클래스이다.
따라서 생성자를 선언할 수 없고, 하나의 클래스 또는 하나의 인터페이스를 상속받거나 구현할 수 있다.

3-1. 람다 표현식 (Lambda Expression)

Java 8은 람다 표현식(Lambda Expression)과 함수형 인터페이스(Functional Interface) 개념을 언어에 도입하여 읽기 쉽고 관리하기 쉬운 효율적인 코드를 작성하기 위해 도입되었다.

람다 표현식은 하나의 추상 메소드만을 갖는 함수형 인터페이스에 사용될 수 있다.
람다 표현식이 도입되기 전에, 익명 클래스를 사용하여 함수형 인터페이스의 인스턴스를 생성했다.

Animal cat = new Animal() {
    @Override
    public String cry(String sound) {
        return "Cat " + sound;

    }
};

하지만, 람다 표현식이 도입되면서 해당 코드를 한 줄로 간결하게 표현할 수 있게 되었다.

Animal cat = (sound) -> "Cat " + sound;

3-2. 람다 표현식 문법

(1) 기본 문법

(parameters) -> expression

• (parameters): 매개변수 목록. 없을 경우 빈 괄호로 표현한다.
• ->: 람다 연산자. 매개변수와 람다 바디를 구분 짓는다.
• expression: 람다 바디에 해당하는 표현식. 표현식의 결과가 반환값으로 사용된다.

(2) 매개변수가 없는 경우

() -> System.out.println("Hello, World!");

(3) 하나의 매개변수가 있는 경우

name -> System.out.println("Animal Name is " + name);

(4) 두 개 이상의 매개변수가 있는 경우

(x, y) -> x + y;

(5) 반환값이 있는 경우

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

(x, y) -> x - y;

• 중괄호를 사용하는 경우 반드시 return 키워드를 사용하여 값을 반환한다. 사용하지 않을 경우, 한 줄로 표현이 가능하다.

(6) 함수형 인터페이스 사용

Runnable runnable = () -> System.out.println("Running...");

4. 익명 클래스와 람다 표현식의 차이점

• 익명 클래스는 여러 개의 추상 메소드를 가진 인터페이스의 인스턴스를 만들 수 있지만, 람다 표현식은 하나의 추상 메소드를 가진 함수형 인터페이스에만 사용된다.

• 익명 클래스는 인스턴스 변수를 사용하여 상태를 가질 수 있다. 반면에 람다 표현식은 간결성을 위해 인스턴스 변수를 사용하지 않으며, 상태를 가질 수 없다. 람다는 주로 불변(immutable)한 데이터를 다룰 때에 유용하다.

• 익명 내부 클래스는 외부 변수에 자유롭게 접근할 수 있다. 람다 표현식은 외부 변수 중에서도 final 또는 effectively final인 변수에만 접근할 수 있다. (final이나 effectively final이라 함은 해당 변수가 한 번 값을 할당 받은 이후로 변경되지 않은 경우를 의미한다.)

int x = 10;

Runnable runnable = new Runnable() {
	@Override
    public void run() {
        System.out.println("익명 클래스는 외부 변수에 접근이 가능하다.: " + x);
    }
}

int y = 5;
Runnable runnable = () -> {
	System.out.println("람다 표현식은 final 변수만 접근 가능하고 수정할 수 있다.: " + y);
    y = 100; // Compile Error 발생
}

📚 참고자료
https://tecoble.techcourse.co.kr/post/2021-11-21-functional-interface-with-lambda/
https://recepinanc.medium.com/til-29-lambda-expression-prefer-lambdas-to-anonymous-classes-911876939e5
https://www.tcpschool.com/java/java_usingClass_innerClass
https://medium.com/swlh/super-basic-java-anonymous-class-functional-interface-and-lambda-expression-fba411a787
https://medium.com/@knoldus/lambda-expression-vs-anonymous-inner-class-31adb0b3e482