JAVA 기초 (41) 스트림

코린이서현이·2023년 9월 6일

Java

목록 보기

43/46

❤️‍🔥들어가면서❤️‍🔥

스트림이 무엇이지요..? 너무 어렵습니다...

📕 스트림

배열, 컬렉션, 일련의 숫자와 같은 자료들을 처리에 대한 기능을 구현해 놓은 클래스를 말한다.

🤔 기존 처리 메소드의 문제점
각 컬렉션 클랙스에 같은 기능의 메서드들이 중복되어 정의되어있어 데이터 소스마다 다른 방식으로 다루어여하는 문제점이 있었다.
👉 Stream 은 처리해야하는 자료가 무엇인지에 상관없이 같은 방식으로 메서드를 호출 할 수 있다.

스트림의 단계
1. 생성하기 : 스트림 인스턴스 생성.
2. 가공하기 : 필터링 및 맵핑등 원하는 결과를 만들어가는 중간 작업
3. 결과 만들기 : 최종적으로 결과를 만들어내는 작업(terminal operations).

📖 스트림의 특징

📒 자료의 대상과 관계없이 동일한 연산을 수행한다.

자료구조에 대해 일관성있는 메서드를 제공한다.

📒 한번 생성하고 사용한 스트림은 재사용할 수 없다.

스트림을 생성하고 메서드를 호출해서 연산을 수행했다면, 다시 재사용할 수 없다.
스트림을 생성해서 배열에 있는 요소를 출력하기 위해 각 요소들을 하나씩 순회하며 출력해 사용하는 '소모된다' 는 특성을 가지고 있다.

📒 스트림의 연산은 기존 자료를 변경하지 않는다.

스트림을 생성해서 연산을 수행한다고 기존 배열이나 컬렉션이 변경되지는 않는다.

스트림은 스트림연간을 위해 사용하는 메모리 공간이 별도로 존재하므로, 스트림의 여러 메서드를 호출하더라도 기존 자료에는 영향을 주지 않는다.

📒 스트림의 연산은 중간연산과 최종 연산이 있다.

중간 연산이 호출도어도 최종 연산이 호출되지 않으면 결과를 가져올 수 없는 지연연산이라는 특징을 가진다.

중간연산 - 여러개 적용될 수 있다.
최종연산 - 맨 마지막에 한 번만 적용된다.

📒 스트림은 작업을 내부 반복으로 처리한다.

내부 반복이란,
외부 반복(for루프 등)과 다르게 개발자가 요소를 직접 반복하지 않고 스트림 API에 처리 작업을 정의하고 스트림 API가 이 작업을 내부적으로 수행하는 것이다.

🤓 내부 반복의 이점

간결성
가독성
병렬 처리 지원
최적화

📖 스트림 생성방법

스트림은 배열 또는 컬렉션 인스턴스를 이용해서 생성할 수 있다.

📒 배열의 경우

'Arrays.stream'메서드를 사용한다.

📒 컬랙션의 경우

컬렉션 인터페이스에 존재하는stream 디폴트 메서드를 통해 생성할 수 있다.

📒 그 외 다양한 방밥

비어있는 스트림 생성방법

Stream.empty() : 요소가 하나도 없는 빈 스트림을 생성할 수 있다. (null보다 빈 스트림을 반환하는 것이 좋다.)

스트림에 원하는 값을 직접 넣기

Builder와 add, build 메서드로 스트림을 만들 수 있다.

Stream<String> builderStream = 
  Stream.<String>builder()
    .add("Eric").add("Elena").add("Java")
    .build(); // [Eric, Elena, Java]

람다식으로 스트림만들기

iterate(), generate()를 이용할 수 있다.
이렇게 생성된 스트림은 기본형 스트림 타입의 참조 변수로 다룰 수 없다. 대신 Stream<Integer>의 형태로 다룰 수 있다.

iterate()

지정 값부터 시작해서 람다식에 의해 계산된 결과를 다시 기준으로 삼는다.
요소가 다음 요소의 인풋으로 들어갑니다. 이 방법도 스트림의 사이즈가 무한하기 때문에 특정 사이즈로 제한해야 합니다.

generate()

람다식의 계산에 기준값을 사용하지 않는다.
인자는 없고 리턴값만 있는 함수형 인터페이스로 생성한다.
생성되는 스트림은 크기가 정해져있지 않고 무한(infinite)하기 때문에 특정 사이즈로 최대 크기를 제한해야 합니다.

Stream<String> generatedStream = 
  Stream.generate(() -> "gen").limit(5); // [el, el, el, el, el]

두 스트림의 연결

Stream의 static 메서드인 concat()을 사용해서 두 스트림을 하나로 연결할 수 있다.
두 스트림은 같은 타입이어야 한다.

String[] str1 = {"123", "456", "789"}
String[] str2 = {"ABC", "abc", "DEF"}

Stream<String> strs1 = Stream.of(str1);
Stream<String> strs2 = Stream.of(str2);
Stream<String> strs3 = Stream.concat(strs1, strs2);   // 두 스트림을 하나로 연결

기본 타입형 스트림
제네릭을 사용하지 않고 기본 타입형 스트림을 사용한다.
불필요한 오토박싱이 일어나지 않는다.

//두 번째 인자인 종료지점이 포함되지 않는다.
IntStream intStream = IntStream.range(1, 5); // [1, 2, 3, 4]

//두 번째 인자인 종료지점이 포함된다.
LongStream longStream = LongStream.rangeClosed(1, 5); // [1, 2, 3, 4, 5]

//박싱이 필요할 때 boxed 메소드를 이용해서 박싱할 수 있다.
Stream<Integer> boxedIntStream = IntStream.range(1, 5).boxed();

//난수의 스트림을 만들 수 있는 Random클래스
DoubleStream doubles = new Random().doubles(3); // 난수 3개 생성

📖 스트림 가공하기(중간 연산)

중간연산은 API를 이용해서 원하는 자료를 뽑아 낼 수 있고, 결과값으로 스트림을 리턴하기 때문에 여러작업을 이어 붙여서 작성할 수 있다.

📒 Filtering

스트림의 요소를 평가해서 걸러내는 작업
평가식 - boolean을 리턴하는 함수형 인터페이스, 결과값이 참인경우에 추출

📒 Mapping

스트림의 요소들을 하나씩 특정 값으로 변환해준다.
스트림의 요소가 input이 되어서 특정 로직으로 거친 후 output이 된다.
ex) Map, flatMap,

Stream<String> stream = 
  names.stream()
  .map(String::toUpperCase);

flatMap 은 중첩 구조를 한 단계 제거하고 단일 컬렉션으로 만들어주는 역할을 한다.
flatMap 더 알아보기

📒 Sorting

정렬하는 메서드
인자없이 호출할 경우, 오름차순으로 정렬된다.
Comparator.reverseOrder() : 역순(바로 역순 가능)

📒 Iterting

peak- 스트림 내 요소 각각을 대상으로 특정 연산을 수행하는 메서드, 특정 작업을 수행할 뿐, 결과에 영향을 미치지 않는다.

📖 결과 만들기

가공한 스트림을 가지고 내가 사용할 결과값으로 만들어내는 단계이다.
최종작업이다.(최종연산)

📒 Calculating(계산하기)

최소 -min
최대 -max
합 - sum
카운트 - count
평균 - average

평균, 최소, 최대의 경우에는 null값이 올수도 있기 때문에 NPE가 발생하지 않도록 Optional 을 이용해 리턴한다.

📒 Matching

조건을 표현하기 위한 함수형 인터페이스를 가지고 조건을 만족하는 요소가 있는지 체크한 결과를 리턴한다.

anyMatch
하나라도 조건을 만족하는 요소가 있는지(
allMatch
모두 조건을 만족하는지
noneMatch
모두 조건을 만족하지 않는지

List<String> names = Arrays.asList("Eric", "Elena", "Java");

boolean anyMatch = names.stream()
  .anyMatch(name -> name.contains("a"));
boolean allMatch = names.stream()
  .allMatch(name -> name.length() > 3);
boolean noneMatch = names.stream()
  .noneMatch(name -> name.endsWith("s"));

📒 Iterating

foreach 는 요소를 돌면서 실행되는 최종 연산이다. 보통System.out.println 메소드를 넘겨서 결과를 출력할 때 사용한다.

📒 사용자가 직접 지정하는 메서드

reduce 메서드 : 연산의 기능을 사용자가 직접 지정할 수 있다.

🎇 파라미터

accumulator
각 요소를 처리하는 계산 로직. 각 요소가 올 때마다 중간 결과를 생성하는 로직.
identity
계산을 위한 초기값으로 스트림이 비어서 계산할 내용이 없더라도 이 값은 리턴.
combiner
병렬(parallel) 스트림에서 나눠 계산한 결과를 하나로 합치는 동작하는 로직.

case1. 인자 한 개
함수형 인터페이스 BinaryOperator를 구현한 클래스나, 람다식이 들어간다.
BinaryOperator - apply 메서드를 필수로 구현해야한다.

case2. 인자 두 개
초기값을 설정함.

case1. 인자 세 개
병렬 스트림에서 동작

 // 1개 (accumulator)
Optional<T> reduce(BinaryOperator<T> accumulator);

// 2개 (identity)
T reduce(T identity, BinaryOperator<T> accumulator);

// 3개 (combiner)
<U> U reduce(U identity,
  BiFunction<U, ? super T, U> accumulator,
  BinaryOperator<U> combiner);

📒 Collecting

Collector 타입의 인자를 받아서 처리를 한다.
더 알아보기
Collectors.toList()
스트림에서 작업한 결과를 담은 리스트로 반환한다.
Collectors.joining()
스트림에서 작업한 결과를 하나의 스트링으로 이어 붙일 수 있다.
Collectors.averageingInt()
숫자 값(Integer value )의 평균(arithmetic mean)을 낸다.
-Collectors.summingInt()
숫자값의 합(sum)을 낸다.
Collectors.summarizingInt()
개수 getCount(), 합계 getSum(), 평균 getAverage(), 최소 getMin(). 최대 getMax()의 정보를 가지고 있는 IntSummaryStatistics 객체 반환
Collectors.groupingBy()
특정 조건으로 요소들을 그룹지을 수 있다.

... 이 밖에도 더 많다.
더 알아보기

🔍 reduce()에서 'BinaryOperator'인터페이스를 구현한 클래스를 매개변수로 전달했을 때 자동으로 apply 메서드가 실행되는가!

코린이서현이

24년도까지 프로젝트 두개를 마치고 25년에는 개발 팀장을 할 수 있는 실력이 되자!