안녕하세요 🤗 백엔드 개발자 리비엔즈입니다 👊
오늘 포스팅에서는 지난 포스팅, 자바의 람다에 이어서 스트림에 대해서 다루어 보려고 해요 😎

스트림의 장점과 스트림에 적용할 수 있는 다양한 연산들 소개드려보겠습니다!

Stream 이란❓

스트림은 개울, 시내 물줄기 등의 뜻을 가지고 있습니다

그 의미와 연결해서 Modern Java in Action이라는 책에서는 데이터 처리 연산을 지원하도록 소스에서 추출된 연속된 요소라고 설명하고 있죠 🤔

스트림은 Java 8부터 다량의 데이터 처리 작업을 돕기 위해서 추가되었고 데이터 소스가 다르더라도 일단 스트림을 생성하기만 한다면 과거에 그 데이터의 형태가 무엇이었던 간에 같은 방식으로 다룰 수 있게 됩니다.

이로써 스트림은 코드의 재사용성이 높아진다라는 장점과 배열이든 컬렉션이든 파일이든 Stream을 만들어내기만 하면 동일하게 처리할 수 있게 되는 장점 또한 가집니다 🤗

해당 포스팅은 스트림에 사용 방법에 관해서 설명 드립니다. 스트림에 대한 다양한 연산을 소개드리는데 모든 것을 외우려고 하시기 보단 느낌을 파악하시고 실제로 적용해보며 맥락과 함께 학습하시는 것을 추천 드려요 👊

Stream 사용 방법

스트림은 사용하기 위해서 다음 3단계를 알아야 합니다!

1. 스트림 생성 (데이터 소스로 부터 스트림을 생성)
2. 중간 연산 (원하는 형태로 데이터를 가공)
3. 최종 연산 (원하는 형태로 반환)

각 연산을 조합해서 사용하는 예시 선제적으로 보여드립니다 😊

List<String> names = people.stream() // 생성
						.filter(person -> people.getAge().equals(24)) //중간 연산
						.map(Person::getName)//중간 연산
						.limit(10) //중간 연산
						.toList(); //최종 연산

자 그럼 이제는 각 단계별로 한번 같이 살펴봅시다!

본 포스트에서는 대표적인 스트림 생성 소스인 컬렉션, 배열, 숫자, 람다식을 예시로 각 단계를 설명드리겠습니다.

Stream 생성

먼저 스트림 생성입니다. 데이터 소스로 부터 스트림을 생성하는 코드를 예시로 보여드리겠습니다.

컬렉션으로 부터 스트림 생성하기!

컬렉션은 이미 스트림을 생성할 수 있는 메서드 stream()을 제공하고 있답니다.
이를 사용하면 스트림을 생성할 수 있어요!

private final List<Card> cards;
private boolean hasAce() {
	return cards.stream().anyMatch(Card::isAce); // 스트림 생성 부분 
}

배열로 부터 스트림 생성하기!

배열 역시 정의되어있는 static method를 사용함으로써 스트림을 생성할 수 있답니다 🤗

	Arrays.stream(arr)....

숫자로부터 스트림 생성하기!

숫자로부터도 스트림을 생성할 수 있습니다! 난수의 스트림을 생성할 수도 있고 조건에 맞춘 숫자 스트림을 생성할 수도 있는데요 하나씩 살펴보시죠 😎

• 임의의 수를 다음처럼 생성할 수 있다.

IntStream intStream = new Random().ints();

• 특정 범위의 연속된 정수를 다음 처럼 생성할 수 있다.

IntStream intStream1 = IntStream.range(1,5); //1,2,3,4
IntStream intStream2 = IntStream.rangeClosed(1,5); //1,2,3,4,5

• 특정 범위의 난수를 다음과 같이 생성할 수 있다.

IntStream limitedStream = new Random().ints(10,1,10); //10사이즈의 스트림 begin 1, end 10
IntStream unlimitedIntStream = new Random.ints(1,10); //begin1, end 10 사이즈 특정 안함

람다식으로부터 스트림 생성하기

람다식도 결국 인자를 받아서 return하는 메서드의 축약버전이라고 볼 수 있습니다 (정확히는 함수형 인터페이스의 구현체 관련 설명)
따라서 반복적으로 값을 전달하고 반환되는 값을 모으면 스트림을 생성할 수 있습니다!
람다식으로부터 스트림을 생성하기 위해서는 iterate 메서드나 generate메서드를 사용해야 합니다.
하나씩 살펴봅시다! 먼저 iterate 🤗

• iterate은 파라미터로 시드 값과 람다 식을 받는다.
• 시드 값은 람다식에 파라미터로 들어가는 제일 첫번째 값으로 그렇게 반환된 결과는 다시 람다식의 입력으로 들어가기를 반복하게 된다.

Stream.iterate(0, n->n+2)
	.limit(4)
	.forEach(System.out::println); // 0,2,4,6

generate은 시드 값이 없다는 점에서 iterate와 성격을 달리하는데요! 한번 살펴보죠

• generate는 시드 값 없이 람다식의 계산값으로만 스트림을 생성한다.

Stream<Double> randomStream = Stream.generate(Math::random); 
Stream<Integer> oneStream = Stream.generate(()->1); // 1, 1, 1, 1 ...

Stream 중간 연산

이어 스트림의 데이터를 원하는 형태로 가공하는 중간 연산 소개드리겠습니다! 제공되는 여러 메서드 가운데 제 기준 주로 사용하는 중간 연산 메서드 4가지만 설명드릴게요! 🤗

distinct() : 스트림에서 중복되는 데이터를 제거

List<String> distinctList = stringList.stream()
     .distinct() //문자열이 같은 중복 원소를 제거!
     .collect(Collectors.toList());

filter(Predicate predicate) : 조건을 만족하는 데이터만 남기고 나머지를 제외

List<Integer> evenNumbers = numberList.stream()
  	 .filter(number -> number % 2 == 0) // 짝수만 필터링
  	 .collect(Collectors.toList());

sorted(Comparator comparator) : 정렬 기준으로 정렬 (정렬 기준 없다면 기본 정렬 기준)

List<String> sortedList = stringList.stream()
     .sorted() // sorted()를 사용하여 알파벳순으로 정렬
     .collect(Collectors.toList());  

map(Function<T,R> mapper) : 원하는 필드만 뽑아내거나, 특정 형태로 변환

List<Integer> squaredNumbers = numberList.stream()
    .map(number -> number * number) // map()을 사용하여 각 숫자를 제곱하여 새로운 리스트 생성
    .collect(Collectors.toList()); 

Stream 최종 연산

마지막으로 원하는 형태로 반환하도록 유도하는 최종 연산입니다!
최종 연산으로써 제공되는 여러 메서드들과 그 사용 모습을 보여드리겠습니다 😊

forEach(Consumer<? super T> action) : 스트림의 데이터를 소모하며 주로 출력하는 용도로 사용

//stream의 각 원소를 출력
stringList.stream().forEach(element -> System.out.println(element));

allMatch(Predicate<? super T> predicate) : 모든 요소가 일치하면 true

// 모두 짝수인지 확인
boolean allEven = numberList.stream().allMatch(number -> number % 2 == 0);

anyMatch(Predicate<? super T> predicate) : 하나의 요소도 일치하면 true

// 홀수인 요소가 있는지 확인
boolean anyOdd = numberList.stream().anyMatch(number -> number % 2 != 0);

noneMatch(Predicate<? super T> predicate) : 모든 요소가 불일치하면 true

// 어떤 요소도 홀수가 아닌지 확인
boolean noneOdd = numberList.stream().noneMatch(number -> number % 2 != 0);

findFirst() : 조건에 일치하는 첫 번째 요소를 반환

Optional<String> firstFilteredElement = stringList.stream()
                .filter(s -> s.startsWith("o")) // "o"로 시작하는 문자열만 선택 (중간 연산)
                .findFirst();                   // 선택된 문자열 중에서 첫 번째 요소 찾기 (최종 연산)

findAny(): 조건에 일치하는 요소를 하나 반환

Optional<Integer> anyEvenNumber = numberList.stream()
                .filter(number -> number % 2 == 0)  // 짝수인 숫자만 선택 (중간 연산)
                .findAny();                           // 선택된 숫자 중에서 임의의 요소 찾기 (최종 연산)

collect(Collector collector) : 스트림의 요소를 수집해 원하는 형태로 반환
- Collecotr 타입을 파라미터로 받음
- Collector는 인터페이스인데 수많은 추상 메서드를 정의해야 collect()의 파라미터로 사용할 수 있음.
- 하지만 수많은 추상 메서드를 일일이 정의할 수는 없다.
- 그래서 static 메서드로 많은 것을 미리 정의해준 Collectors를 주로 이용함.
- 예시 .collect(Collectors.toList()); 데이터를 수집해서 리스트 형태로 반환
- 예시 .collect(Collectors.groupingBy(person -> person.getCountry())); person의 country별로 그룹화 하여 맵으로 반환

스트림 정리

지금까지 스트림이 3가지 연산을 통해서 사용될 수 있음을 알아보았고 단계별로 스트림을 생성하는 법, 스트림에 중간 연산자를 먹여서 내가 원하는 데이터로 가공하는 법, 최종 연산을 통해 내가 원하는 형태로 받아오는 법을 알아보았습니다 🤗

연산의 종류가 많은 만큼 필요할 때마다 찾아보며 맥락속에서 사용되는 모습을 반복적으로 익히며 익숙해져야 하겠네요 🤔