[Java] Stream API

programmeaow·2022년 6월 13일

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✔️ Stream이란?

컬렉션이나 배열 등에 저장되어 있는 데이터들을 하나씩 참조하여 반복적인 처리가 가능하게 도와주는 기능

Stream은 수도관에 물이 흐르는 것과 같이 데이터의 흐름을 뜻한다.
Java 8 버전 부터 지원하는 Stream의 구조는 Stream 생성 > 중간 연산 > 최종 연산 의 세가지로 나눌 수 있다.

아래의 코드를 통해 간단하게 구조를 파악해보자.

//예시 코드
List<String> name = studentList.stream().filter(x -> !x.isEmpty()).collect(Collectors.toList());

//구조 파악하기
List<String> name = studentList.stream(). 		 //Stream 생성
					filter(x -> x.length() > 3). //중간 연산
                    collect(Collectors.toList()); //최종 연산

stream을 생성하고
필터를 이용해 조건에 따른 연산을 처리한 후
중간 연산으로 가공된 데이터를 모아준다.

❓ 공부하면서 생각난 의문점
: 왜 List 객체 에서 .stream 사용이 가능한가? 일반 String 객체 등은 불가능한가?

❗ 해답
: Collection 인터페이스에는 stream()이 정의되어 있기 때문에, Collection 인터페이스를 구현한 객체들(List, Set 등)은 모두 이 메소드를 이용해 Stream을 생성할 수 있다.

출처: [Java] Stream API의 활용 및 사용법 - 기초 (3/5) [MangKyu's Diary:티스토리]

Stream 은 다양한 filter 를 이용할 수 있다. filter 에 관해 알아보기 전에, Stream에서 사용할 수 있는 람다식과 이중 콜론에 관해 먼저 살펴보자.

- 람다(Lamda), 이중 콜론 ( :: )

람다식은 -> 으로, 이중 콜론은 :: 으로 사용할 수 있다.

- 람다식 기본 문법
변수 -> { 구현코드 };

- 이중 콜론 기본 문법
[인스턴스]::[메소드명 or (new)]

람다식과 이중 콜론의 활용법을 간단한 출력 예제를 통해 알아보자.
List 를 사용하여, [ 사과, 딸기, 바나나 ] 의 데이터를 넣은 뒤 순서대로 출력해보자.

public static void main(String[] args) {
	List<String> fruit = Arrays.asList("사과", "딸기", "바나나");
    
    for(String s : fruit) {
			System.out.println(s);
	}
}

//출력 결과
사과
딸기
바나나

위와 같이 for 반복문을 통해 List의 데이터를 출력할 수 있다.
이번에는 람다식을 이용해 코드를 작성해보았다.

public static void main(String[] args) {
	List<String> fruit = Arrays.asList("사과", "딸기", "바나나");
    
    fruit.forEach(s -> System.out.println(s));
}

for 반복문 대신 람다식을 사용하면 위와 같이 코드가 간결해진다.

같은 출력문을 이중 콜론을 활용하여 작성해보자.

public static void main(String[] args) {
	List<String> fruit = Arrays.asList("사과", "딸기", "바나나");
    
    fruit.forEach(System.out::println);
}

동일한 기능의 코드를 더욱 간결하게 작성이 가능하다.

📊 중간 연산(중개 연산)

parameter로 받은 데이터를 int 변환 : mapToInt
특정 구간까지 제외하고 출력 : skip
Stream에서 뽑아낸 데이터에 대해 특정 작업을 하겠다는 의미 : forEach
~ 값을 반환 : getAs~
ex ) int 값을 반환 : getAsInt

그 외에도 sum ,count 등의 다양한 기능 이용이 가능하다.

- Filter

filter()는 parameter 안에 조건을 입력하면 해당하는 stream의 데이터를 추출하는 기능을 가지고 있다.

아래의 숫자 데이터를 가지고 있는 List에 filter를 적용하여, 조건에 맞는 데이터를 출력해보자.

List<Integer> numberList = Arrays.asList(1, 2, 3, 4, 5);

홀수인 숫자의 합 출력

System.out.println(numberList.stream().filter(v -> v % 2 != 0).mapToInt(i -> i).sum());

//출력 : 9

짝수인 숫자의 합 출력

System.out.println(numberList.stream().filter(v -> v % 2 == 0).mapToInt(i -> i).sum());

//출력 : 6

홀수의 개수 출력

System.out.println(numberList.stream().filter(v -> v % 2 != 0).mapToInt(i -> i).count());

//출력 : 3

짝수 중 최대값 출력

System.out.println(numberList.stream().filter(v -> v % 2 == 0).mapToInt(i -> i).max().getAsInt());

//출력 : 4

- Skip

skip()은 parameter로 숫자를 받고, 해당 순서까지의 데이터를 건너뛰고 출력한다.

숫자 리스트를 2번째까지의 데이터를 제외하고 출력해보자.

List<Integer> numberList = Arrays.asList(1, 2, 3, 4, 5);
numberList.stream().skip(2).forEach(System.out::println);

//출력 : 3, 4, 5
//System.out.println(numberList.stream().skip(2)) -> 주소 값이 출력된다.

- Map

map()은 스트림의 데이터를 parameter에 입력한 조건에 맞게 변경해준다.

리스트에 있는 숫자들에 모두 1씩 더한 뒤 출력해보자.

List<Integer> numberList = Arrays.asList(1, 2, 3, 4, 5);
numberList.stream().map(v -> v + 1).forEach(System.out::print);

//출력 : 2, 3, 4, 5, 6

이번에는 리스트에 있는 문자들을 모두 대문자로 바꿔 출력해보자.

List<Integer> numberList = Arrays.asList("apple", "banana", "coconut");
numberList.stream().map(v -> v.toUpperCase()).forEach(System.out::print);

//출력 : APPLE, BANANA, COCONUT

- flatMap

jdk 1.8 버전 부터 사용이 가능한 코드로 스트림 평면화의 기능을 가지고 있다.
각 스트림이 아닌, 스트림의 콘텐츠로 매핑하는 것이다.

예제를 통해 flatMap 을 알아보자.

List<String> fruit1 = Arrays.asList("사과", "딸기", "바나나");
List<String> fruit2 = Arrays.asList("멜론", "수박", "키위");
List<String> fruit3 = Arrays.asList("복숭아", "레몬", "파인애플");

과일가게에 들어온 과일의 목록들이 있다. 각각의 리스트를 전부 합쳐서 하나의 리스트로 만들어야 한다고 가정해보자.

우리가 원하는 리스트의 형태는 이렇다.

출력 : ["사과", "딸기", "바나나", "멜론", "수박", "키위", "복숭아", "레몬", "파인애플"]

새로운 List인 fruitname 를 생성하여 .add 로 데이터를 리스트를 합친 뒤에 출력해보자.

List<List<String>> fruitname = new ArrayList<>();
		
fruitname.add(fruit1);
fruitname.add(fruit2);
fruitname.add(fruit3);

//출력 : ["사과", "딸기", "바나나"], ["멜론", "수박", "키위"], ["복숭아", "레몬", "파인애플"]

하지만 리스트 내부에서 각 요소 별로 중복된 리스트를 생성했기 때문에 우리가 원하는 형태로 출력되지 않는다.

원하는 형태로 리스트를 출력하기 위해서는 이렇게 코드를 작성해야 한다.

List<String> AllPfruits = new ArrayList<>();

	for (List<String> nameList : fruitname) {
		for (String name : nameList) {
			AllPfruits.add(name);
		}
	}
    
System.out.println(AllPfruits); 
//출력 : ["사과", "딸기", "바나나", "멜론", "수박", "키위", "복숭아", "레몬", "파인애플"]

객체를 새로 생성하여 이중 for문을 사용해 작성해야 하는 번거로움이 발생하는데, 이런 경우에 사용하는 것이 바로 flatMap 이다.

flatMap 을 사용해서 코드를 다시 작성해보자.

List<String> AllPfruits = fruitname.stream()
						  .flatMap(l -> l.stream())
                          .collect(Collectors.toList());
                                
System.out.println(AllPfruits);

//출력 : ["사과", "딸기", "바나나", "멜론", "수박", "키위", "복숭아", "레몬", "파인애플"]

[Java] Stream API - map과 flatMap의 차이 및 활용법

- peek

peek은 중간 연산의 결과를 디버깅 할 수 있는 메서드이다.
한개 이상의 필터와 peek 을 이용하여 다양한 결과를 확인해보자.

List<String> fruitList = new ArrayList<>();
fruitList.add("apple");
fruitList.add("banana");
fruitList.add("coconut");

글자 수가 6 이상인 과일과 "c"로 시작하는 과일이라는 조건을 filter 로 뽑아낸 뒤, peek 으로 출력해보자.

fruitList.stream().filter(s -> s.length() > 6)
				  .peek(e -> System.out.println("글자 수가 6 이상인 과일: " + e))
                  .filter(s -> s.startsWith("c"))
                  .peek(e -> System.out.println("c로 시작하는 과일: " + e))
                  .collect(Collectors.toSet()); 
                  
/*출력
글자 수가 6 이상인 과일: banana
글자 수가 6 이상인 과일: coconut
c로 시작하는 과일 : cocnut
*/