1. 람다식(Lamda Expression)이란?

• 람다식(Lamda Expression)이란 함수를 하나의 식(expression)으로 표현한 것이다. 함수를 람다식으로 표현하면 메소드의 이름이 필요 없기 때문에, 람다식은 익명 함수(Anonymous Function)의 한 종류라고 볼 수 있다.

• 기존 방식으로 함수를 선언할 때

// 기존의 방식
반환티입 메소드명 (매개변수, ...) {
	실행문
}

// 예시
public String hello() {
    return "Hello World!";
}

• 하지만 람다 방식으로는 위와 같이 메소드 명이 불필요하며, 다음과 같이 괄호() 와 화살표-> 를 이용해 함수를 선언하게 된다.

// 람다 방식
(매개변수, ... ) -> { 실행문 ... }

// 예시
() -> "Hello World!";

• 이렇게 람다식이 등장하게 된 이유는 불필요한 코드를 줄이고, 가독성을 높이기 위함이다. 그렇기 때문에 함수형 인터페이스의 인스턴스를 생성하여 함수를 변수처럼 선언하는 람다식에서는 메소드의 이름이 불필요하다고 여겨져서 이를 사용하지 않는다. 대신 컴파일러가 문맥을 살펴 타입을 추론한다. 또한 람다식으로 선언된 함수는 1급 객체이기 때문에 Stream API의 매개변수로 전달이 가능해진다.

람다식(Lambda Expression) 의 특징

• 람다식 내에서 사용되는 지역변수는 final이 붙지 않아도 상수로 간주된다.
• 람다식으로 선언된 변수명은 다른 변수명과 중복될 수 없다.

람다식(Lambda Expression) 의 장점

• 코드를 간결하게 만들 수 있다.
• 식에 개발자의 의도가 명확히 드러나 가독성이 높아진다.
• 함수를 만드는 과정없이 한번에 처리할 수 있어 생산성이 높아진다.
• 병렬프로그래밍이 용이하다.

람다식(Lambda Expression) 의 단점

• 람다를 사용하면서 만든 무명함수는 재사용이 불가능하다.
• 디버깅이 어렵다.
• 람다를 남발하면 비슷한 함수가 중복 생성되어 코드가 지저분해질 수 있다.
• 재귀로 만들경우에 부적합하다.

2. 함수형 인터페이스(Functional Interface)란?

• 이제 우리는 람다식으로 순수 함수를 선언할 수 있게 되었다. 하지만 Java는 기본적으로 객체지향 언어이기 때문에 순수 함수와 일반 함수를 다르게 취급하고 있으며, Java에서는 이를 구분하기 위해 함수형 인터페이스가 등장하게 되었다.

• 함수형 인터페이스란 함수를 1급 객체처럼 다룰 수 있게 해주는 어노테이션으로, 인터페이스에 선언하여 단 하나의 추상 메소드만을 갖도록 제한하는 역할을 한다. 함수형 인터페이스를 사용하는 이유는 Java의 람다식이 함수형 인터페이스를 반환하기 때문이다.

• 기존 방식으로 익명 함수 구현할 때

public class Lambda {

    public static void main(String[] args) {
    
        // 기존의 익명함수
        System.out.println(new MyLambdaFunction() {
            public int max(int a, int b) {
                return a > b ? a : b;
            }
        }.max(3, 5));

    }

}

• 함수형 인터페이스로 구현할 때

@FunctionalInterface
interface MyLambdaFunction {
    int max(int a, int b);
}

public class Lambda {

    public static void main(String[] args) {

        // 람다식을 이용한 익명함수
        MyLambdaFunction lambdaFunction = (int a, int b) -> a > b ? a : b;
        System.out.println(lambdaFunction.max(3, 5));
    }

}

• 함수를 변수처럼 선언할 수 있게 되었고, 코드 역시 간결하게 작성할 수 있게 된다.
• 함수형 인터페이스를 구현하기 위해서는 인터페이스를 개발하여 그 내부에는 1개 뿐인 abstract 함수를 선언하고, 위에는 @FunctionalInterface 어노테이션을 붙여주면 된다.

• 여기서 놓치지 말아야 할 부분은 람다식으로 생성된 순수 함수는 함수형 인터페이스로만 선언이 가능하다는 점이다. 또한 @FunctionalInterface는 해당 인터페이스가 1개의 함수만을 갖도록 제한하기 때문에, 여러 개의 함수를 선언하면 컴파일 에러가 발생할 것이라는 점이다. 

Java에서 제공하는 함수형 인터페이스

• Java에는 자주 사용될 것 같은 함수형 인터페이스가 이미 정의되어 있으며, 총 4가지 함수형 인터페이스를 지원하고 있다.
  • Supplier
  • Consumer
  • Function<T, R>
  • Predicate

1. Supplier

Supplier는 매개변수 없이 반환값 만을 갖는 함수형 인터페이스이다.
Supplier는 T get()을 추상 메소드로 갖고 있다.

// 정의
@FunctionalInterface
public interface Supplier<T> {
    T get();
}

// 사용 예시
Supplier<String> supplier = () -> "Hello World!";
System.out.println(supplier.get());

2. Consumer

• Consumer는 객체 T를 매개변수로 받아서 사용하며, 반환값은 없는 함수형 인터페이스이다. (Consumer는 void accept(T t)를 추상메소드로 갖는다.)
• 또한 Consumer는 andThen이라는 함수를 제공하고 있는데, 이를 통해 하나의 함수가 끝난 후 다음 Consumer를 연쇄적으로 이용할 수 있다. 아래의 예제에서는 먼저 accept로 받아들인 Consumer를 먼저 처리하고, andThen으로 받은 두 번째 Consumer를 처리하고 있다. 함수형에서 함수는 값의 대입 또는 변경 등이 없기 때문에 첫 번째 Consumer가 split으로 데이터를 변경하였다 하더라도 원본의 데이터는 유지된다.

// 정의
@FunctionalInterface
public interface Consumer<T> {

    void accept(T t);

    default Consumer<T> andThen(Consumer<? super T> after) {
        Objects.requireNonNull(after);
        return (T t) -> { accept(t); after.accept(t); };
    }
}

// 예시
Consumer<String> consumer = (str) -> System.out.println(str.split(" ")[0]);
consumer.andThen(System.out::println).accept("Hello World");

// 출력
Hello
Hello World

3. Function <T, R>

• Function은 객체 T를 매개변수로 받아서 처리한 후 R로 반환하는 함수형 인터페이스다. ( Function은 R apply(T t)를 추상메소드로 갖는다.)
• 또한 Function은 Consumer와 마찬가지로 andThen을 제공하고 있으며, 추가적으로 compose를 제공하고 있다. 앞에서 andThen은 첫 번째 함수가 실행된 이후에 다음 함수를 연쇄적으로 실행하도록 연결해준다고 하였다. 하지만 compose는 첫 번째 함수 실행 이전에 먼저 함수를 실행하여 연쇄적으로 연결해준다는 점에서 차이가 있다. 또한 identity 함수가 존재하는데, 이는 자기 자신을 반환하는 static 함수이다.

// 정의
@FunctionalInterface
public interface Function<T, R> {

    R apply(T t);

    default <V> Function<V, R> compose(Function<? super V, ? extends T> before) {
        Objects.requireNonNull(before);
        return (V v) -> apply(before.apply(v));
    }

    default <V> Function<T, V> andThen(Function<? super R, ? extends V> after) {
        Objects.requireNonNull(after);
        return (T t) -> after.apply(apply(t));
    }

    static <T> Function<T, T> identity() {
        return t -> t;
    }
}

// 예시, 메소드 참조로 간소화 가능(String::length;)
Function<String, Integer> function = str -> str.length();
function.apply("Hello World");

4. Predicate

• Predicate는 객체 T를 매개 변수로 받아 처리한 후 Boolean을 반환한다. Predicate는 Boolean test(T t)을 추상 메소드로 갖고 있다.)

// 정의
@FunctionalInterface
public interface Predicate<T> {

    boolean test(T t);

    default Predicate<T> and(Predicate<? super T> other) {
        Objects.requireNonNull(other);
        return (t) -> test(t) && other.test(t);
    }

    default Predicate<T> negate() {
        return (t) -> !test(t);
    }

    default Predicate<T> or(Predicate<? super T> other) {
        Objects.requireNonNull(other);
        return (t) -> test(t) || other.test(t);
    }

    static <T> Predicate<T> isEqual(Object targetRef) {
        return (null == targetRef)
                ? Objects::isNull
                : object -> targetRef.equals(object);
    }
    
}

// 예시
Predicate<String> predicate = (str) -> str.equals("Hello World");
predicate.test("Hello World");

• 출처: https://mangkyu.tistory.com/113 [MangKyu's Diary:티스토리]