함수형 인터페이스

Jun·2025년 5월 4일

고급 자바

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자바 함수형 인터페이스와 람다 정리

1. 함수형 인터페이스와 제네릭

함수형 인터페이스에 제네릭을 사용하면 다음과 같은 이점이 있다:

코드 재사용성이 증가한다.
타입 안전성을 확보할 수 있다.

기존 방식인 Object 타입을 사용하는 ObjectFunction은 다양한 타입을 다룰 수 있지만, 매번 다운캐스팅이 필요하고, 이는 런타임에 에러 발생 가능성을 높인다.

반면 제네릭을 사용하면:

컴파일 시점에 타입 체크가 이루어져 런타임 에러를 방지할 수 있다.
타입에 따라 유연한 코드 작성이 가능하다.

// 기존 방식 (다운캐스팅 필요)
interface ObjectFunction {
    Object apply(Object input);
}

// 제네릭 방식 (타입 안전성 확보)
interface GenericFunction<T, R> {
    R apply(T input);
}

2. 람다와 타겟 타입

람다는 자체로 타입이 없고, 대입되는 함수형 인터페이스(타겟 타입)에 따라 타입이 결정된다.

같은 람다식이라도 대입되는 인터페이스에 따라 타입이 달라진다.
이미 특정 함수형 인터페이스로 결정된 람다는 다른 타입의 인터페이스로 변경할 수 없다.

@FunctionalInterface
interface FunctionA {
    int calculate(int x);
}

@FunctionalInterface
interface FunctionB {
    int operate(int x);
}

FunctionA fa = x -> x + 1;
// FunctionB fb = fa; // 오류 발생, 타입 불일치

3. 자바 기본 제공 함수형 인터페이스

자바는 다음과 같은 주요 함수형 인터페이스를 기본으로 제공한다:

Function<T, R>: 하나의 매개변수를 받아 결과를 반환.
Consumer<T>: 하나의 매개변수를 받아 처리만 하고 반환값은 없음.
Supplier<T>: 매개변수 없이 값을 반환.
Runnable: 매개변수와 반환값이 없는 작업 실행(주로 스레드 사용).

예시 코드:

Function<Integer, String> intToString = Object::toString;
Consumer<String> printer = System.out::println;
Supplier<Double> randomSupplier = Math::random;
Runnable runnable = () -> System.out.println("Hello, Runnable!");

4. 특화 함수형 인터페이스

자바는 특정 목적에 적합한 추가적인 특화 인터페이스를 제공한다:

Predicate<T>: 입력값을 받아 조건 검사 후 boolean 반환.
UnaryOperator<T>: 같은 타입의 단일 입력을 받아 같은 타입을 반환.
BinaryOperator<T>: 같은 타입의 두 입력을 받아 같은 타입을 반환.

추가로 2개의 매개변수를 다룰 수 있는 인터페이스들도 제공한다:

BiFunction<T, U, R>
BiConsumer<T, U>
BiPredicate<T, U>

기본형(primitive) 타입을 위한 전용 인터페이스 (IntPredicate, DoubleFunction 등)도 제공한다.

예시 코드:

Predicate<Integer> isEven = x -> x % 2 == 0;
UnaryOperator<Integer> square = x -> x * x;
BinaryOperator<Integer> sum = (a, b) -> a + b;

5. 문제 예시와 함수형 인터페이스 활용

자주 사용되는 예제들(filter, map, reduce)에서 직접 정의한 함수형 인터페이스를 자바가 제공하는 인터페이스로 대체하는 예를 살펴보았다.

가장 중요한 것은 코드의 입력과 반환 구조, 그리고 그 의도를 명확히 드러낼 수 있는 인터페이스를 선택하는 것이다.

조건 검사는 Predicate
단항 연산(입력과 반환 타입 동일)은 UnaryOperator
이항 연산(입력 2개와 반환 타입 동일)은 BinaryOperator

결론

람다와 함수형 인터페이스를 적극 활용하면 코드가 간결하고 가독성이 높아진다. 제네릭을 함께 사용하면 추가적으로 재사용성과 타입 안전성까지 얻을 수 있다. 또한 자바에서 제공하는 다양한 기본 함수형 인터페이스를 활용하면 불필요한 인터페이스 생성을 피하고, 호환성 문제를 해결할 수 있다.

무엇보다 코드의 "의도를 명확하게 드러내는" 함수형 인터페이스를 선택하는 것이 핵심이다. 이로써 코드의 목적이 분명해지고, 유지보수성이 향상된다.