Functional Programming - Stream API

정찬·2025년 9월 11일

Java functional programming

Functional Programming

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개요

저번 글에서는 함수형 인터페이스에 대해 간단히 살펴봤습니다.

이번에는 Stream에 대해 알아보겠습니다.

Stream이란?

Stream은 데이터 컬렉션을 다루는 새로운 방식을 제공합니다.

컬렉션이나 배열을 반복문으로 직접 돌리는 대신, 선언적이고 함수형 스타일로 데이터를 처리할 수 있게 해줍니다.

Stream의 가장 큰 특징은 아래와 같습니다.

원본 데이터를 변경하지 않고, 새로운 Stream을 생성해서 다룸
내부 반복을 사용하기 때문에 코드가 간결해짐
필터링, 매핑, 정렬, 집계 등 다양한 연산을 지원

간단한 예제를 먼저 보겠습니다.

List<String> names = List.of("Alice", "Bob", "Charlie", "David");

names.stream()
     .filter(name -> name.length() > 3)
     .map(String::toUpperCase)
     .forEach(System.out::println);

// 출력: ALICE, CHARLIE, DAVID

기존에는 for문과 if문을 여러 줄 써야 했던 로직이, Stream을 사용하면 한 줄의 선언형 코드로 바뀌는 것을 확인할 수 있습니다.

Stream의 특징

Stream API는 보통 세 단계로 나눠볼 수 있습니다.

생성 (Source)
- 컬렉션, 배열, 파일, 값에서 Stream을 생성합니다.
중간 연산 (Intermediate Operation)
- filter, map, sorted 같은 변환 작업을 정의합니다.
- lazy하게 동작하여 실제 실행되지 않습니다.
최종 연산 (Terminal Operation)
- collect, forEach, reduce 같은 연산을 호출해야 Stream이 실행됩니다.

즉, 중간 연산만 계속 정의하면 아무 일도 일어나지 않고, 최종 연산을 호출하는 순간 파이프라인이 실행됩니다.

Stream 생성

Stream은 다양한 방법으로 만들 수 있습니다.

// 컬렉션
Stream<String> s1 = List.of("a", "b", "c").stream();

// 배열
Stream<Integer> s2 = Arrays.stream(new Integer[]{1, 2, 3});

// 값 직접
Stream<String> s3 = Stream.of("x", "y", "z");

// 무한 스트림
Stream<Integer> s4 = Stream.iterate(0, n -> n + 2);

중간 연산

filter

조건에 맞는 요소만 통과시킵니다.

List<Integer> nums = List.of(1, 2, 3, 4, 5);

nums.stream()
    .filter(n -> n % 2 == 0)
    .forEach(System.out::println);

// 출력: 2, 4

map

요소를 다른 값으로 변환합니다.

List<String> names = List.of("java", "python", "go");

names.stream()
     .map(String::toUpperCase)
     .forEach(System.out::println);

// 출력: JAVA, PYTHON, GO

sorted

요소를 정렬합니다.

List<String> names = List.of("Charlie", "Alice", "Bob");

names.stream()
     .sorted()
     .forEach(System.out::println);

// 출력: Alice, Bob, Charlie

최종 연산

collect

Stream 결과를 다시 컬렉션으로 모읍니다.

List<String> result =
    names.stream()
         .filter(n -> n.length() > 3)
         .collect(Collectors.toList());

forEach

각 요소를 소비합니다.

names.stream()
     .forEach(System.out::println);

reduce

모든 요소를 하나로 합칩니다.

int sum = IntStream.rangeClosed(1, 5)
                   .reduce(0, Integer::sum);

System.out.println(sum); // 15

병렬 스트림

Stream은 간단히 병렬 처리도 지원합니다.

int total = IntStream.rangeClosed(1, 1_000_000)
                     .parallel()
                     .sum();

System.out.println(total); // 500000500000

CPU 코어를 활용하여 데이터가 많을 때 성능 이점을 볼 수 있습니다.

마치며

Stream은 컬렉션을 다루는 방식을 획기적으로 바꿔줍니다.

for문으로 반복하면서 조건문을 작성하던 방식보다 훨씬 간결하고 선언적인 코드를 작성할 수 있습니다.

특히, 중간 연산과 최종 연산의 파이프라인 구조를 이해하면 코드가 읽기 쉬워지고 유지보수도 편리해집니다.

정찬

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