📌 자바 함수형 프로그래밍(Functional Programming) 정리

📅 날짜

2025년 3월 20일

📝 학습 내용

---

✅ 함수형 프로그래밍(Functional Programming)이란?

함수형 프로그래밍(Functional Programming)은 순수 함수(Pure Function)를 기반으로 데이터를 변경하지 않고 연산을 수행하는 프로그래밍 패러다임이다.
기존 명령형 프로그래밍(Imperative Programming)과 다르게, 데이터의 변경 없이 선언적으로 연산을 수행하는 방식을 따른다.

🎯 함수형 프로그래밍의 주요 특징

1. 순수 함수(Pure Function)

   • 동일한 입력이 주어지면 항상 같은 출력을 반환한다.
   • 외부 상태를 변경하지 않는다.

2. 불변성(Immutability)

   • 변수 값을 변경하지 않고, 새로운 값을 생성한다.

3. 고차 함수(Higher-Order Function)

   • 함수를 매개변수로 전달하거나, 함수의 반환값으로 함수를 반환할 수 있다.

4. 일급 객체(First-Class Citizen)

   • 함수를 변수처럼 다룰 수 있다.
   • 함수를 다른 함수에 매개변수로 전달할 수 있다.

5. 선언형 프로그래밍(Declarative Programming)

   • 명령형(Imperative) 방식이 아닌, "어떻게(How)" 가 아닌 "무엇(What)" 을 처리할지를 표현한다.

---

✅ 함수형 프로그래밍의 필수 요소

1️⃣ 순수 함수(Pure Function)

• 동일한 입력에 대해 항상 같은 결과를 반환해야 한다.
• 함수 내에서 외부 상태를 변경하면 안 된다.

// 순수 함수 예제: 입력값이 같으면 항상 동일한 결과를 반환함
public class PureFunctionExample {
    public static int add(int a, int b) {
        return a + b;
    }

    public static void main(String[] args) {
        System.out.println(add(2, 3)); // 5
    }
}

---

2️⃣ 불변성(Immutability)

• 데이터를 변경하는 것이 아니라, 새로운 데이터를 생성해야 한다.

import java.util.Arrays;
import java.util.List;
import java.util.stream.Collectors;

public class ImmutabilityExample {
    public static void main(String[] args) {
        List<Integer> numbers = Arrays.asList(1, 2, 3, 4, 5);

        // 원본 리스트 변경 없이 새로운 리스트 생성
        List<Integer> doubledNumbers = numbers.stream()
                                             .map(n -> n * 2)
                                             .collect(Collectors.toList());

        System.out.println("원본 리스트: " + numbers);
        System.out.println("변경된 리스트: " + doubledNumbers);
    }
}

🔹 출력 결과

원본 리스트: [1, 2, 3, 4, 5]
변경된 리스트: [2, 4, 6, 8, 10]

---

3️⃣ 고차 함수(Higher-Order Function)

• 함수를 매개변수로 받거나, 함수를 반환할 수 있는 함수.

import java.util.function.Function;

public class HigherOrderFunctionExample {
    public static void main(String[] args) {
        Function<Integer, Integer> square = (n) -> n * n;
        System.out.println(square.apply(5)); // 25
    }
}

---

4️⃣ 일급 객체(First-Class Citizen)

• 함수를 변수처럼 다룰 수 있다.
• 함수를 다른 함수에 매개변수로 전달할 수 있다.

import java.util.function.Function;

public class FirstClassFunctionExample {
    public static void main(String[] args) {
        Function<Integer, Integer> doubleValue = (n) -> n * 2;
        System.out.println(applyFunction(doubleValue, 10)); // 20
    }

    public static int applyFunction(Function<Integer, Integer> func, int value) {
        return func.apply(value);
    }
}

---

5️⃣ 선언형 프로그래밍(Declarative Programming)

• 명령형 프로그래밍처럼 for 문을 사용하지 않고, stream을 사용하여 간결하게 표현.

import java.util.Arrays;
import java.util.List;

public class DeclarativeExample {
    public static void main(String[] args) {
        List<Integer> numbers = Arrays.asList(1, 2, 3, 4, 5);

        // 명령형 스타일
        for (int i = 0; i < numbers.size(); i++) {
            System.out.print(numbers.get(i) + " ");
        }

        System.out.println();

        // 선언형 스타일
        numbers.forEach(n -> System.out.print(n + " "));
    }
}

🔹 출력 결과

1 2 3 4 5
1 2 3 4 5

---

✅ 자바에서 함수형 프로그래밍을 지원하는 기능

자바는 람다 표현식(Lambda Expression) 및 스트림 API(Stream API) 를 활용하여 함수형 프로그래밍을 지원한다.

🎯 람다 표현식(Lambda Expression)

람다 표현식은 익명 함수를 간단하게 표현할 수 있도록 지원하는 기능으로, 보일러플레이트 코드를 줄일 수 있다.

// 두 숫자를 더하는 람다 표현식
(int a, int b) -> a + b

---

✅ 참고 자료

📌 함수형 프로그래밍 개념 정리

• 함수형 프로그래밍이란? (유튜브)
• 함수형 프로그래밍 개념 설명 (블로그)
• 함수형 프로그래밍의 필수 요소 정리

📌 람다 & 스트림 API 관련 자료

• 람다 & 스트림과 함수형 프로그래밍 개념

---