Stream API
Java 8부터 도입된 Stream API는 데이터의 시퀀스를 처리하기 위한 일련의 요소들의 연속적인 흐름이다.
Stream은 컬렉션, 배열 또는 I/O 자원과 같은 데이터 소스에서 데이터를 추상화하고, 데이터를 다루는 다양한 기능을 제공한다.
Stream은 데이터 소스로부터 데이터를 읽고, 변환하고, 조작하며, 결과를 수집할 수 있는 기능을 제공한다.
Stream API 특징
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스트림은 외부 반복을 통해 작업하는 컬렉션과는 달리 내부 반복(internal iteration)을 통해 작업을 수행한다.
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스트림은 재사용이 가능한 컬렉션과는 달리 단 한 번만 사용할 수 있다.
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스트림의 연산은 필터-맵(filter-map) 기반의 API를 사용하여 지연(lazy) 연산을 통해 성능을 최적화할 수 있다.
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스트림은 데이터 소스에 대한 원본 데이터를 변경하지 않는다. 대신, 스트림은 요소들의 연속적인 흐름을 통해 변환된 데이터를 제공한다.
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스트림은 parallelStream() 메소드를 통한 손쉬운 병렬 처리를 지원한다.
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스트림은 병렬 처리를 위한 기능을 제공한다. 이는 멀티스레딩을 사용하여 데이터를 동시에 처리하고, 성능을 향상시킬 수 있다.
Stream API 동작 흐름
Stream API는 다음과 같이 세 가지 단계에 걸쳐서 동작한다.
- 스트림의 생성
- 스트림의 중개 연산 (스트림의 변환)
- 스트림의 최종 연산 (스트림의 사용)
Stream의 생성
스트림은 다양한 데이터 소스로부터 생성할 수 있다.
- 컬렉션
- 배열
- 가변 매개변수
- 지정된 범위의 연속된 정수
- 특정 타입의 난수들
- 람다 표현식
- 파일
- 빈 스트림
컬렉션에서 스트림 생성
List<String> names = Arrays.asList("John", "Alice", "Bob", "David");
Stream<String> stream = names.stream();배열에서 스트림 생성
int[] numbers = {1, 2, 3, 4, 5};
IntStream stream = Arrays.stream(numbers);정적 팩토리 메서드를 사용한 스트림 생성
Stream<String> stream = Stream.of("apple", "banana", "cherry");스트림의 중개 연산 (스트림의 변환)
스트림 API에 의해 생성된 초기 스트림은 중개 연산을 통해 또 다른 스트림으로 변환된다.
이러한 중개 연산은 스트림을 전달받아 스트림을 반환하므로, 중개 연산은 연속으로 연결해서 사용할 수 있다.
또한, 스트림의 중개 연산은 필터-맵(filter-map) 기반의 API를 사용함으로 지연(lazy) 연산을 통해 성능을 최적화할 수 있다.
스트림 API에서 사용할 수 있는 대표적인 중개 연산과 그에 따른 메소드는 아래와 같다.
- 스트림 필터링 :
filter(),distinct() - 스트림 변환 :
map(),flatMap() - 스트림 제한 :
limit(),skip() - 스트림 정렬 :
sorted() - 스트림 연산 결과 확인 :
peek()
Mapping(매핑) 예시
List<String> names = Arrays.asList("John", "Alice", "Bob", "David");
List<Integer> nameLengths = names.stream()
.map(String::length)
.collect(Collectors.toList());
System.out.println(nameLengths); // 출력: [4, 5, 3, 5]Filtering(필터링) 예시
List<Integer> numbers = Arrays.asList(1, 2, 3, 4, 5);
List<Integer> evenNumbers = numbers.stream()
.filter(n -> n % 2 == 0)
.collect(Collectors.toList());
System.out.println(evenNumbers); // 출력: [2, 4]스트림의 최종 연산 (스트림의 사용)
스트림 API에서 중개 연산을 통해 변환된 스트림은 마지막으로 최종 연산을 통해 각 요소를 소모하여 결과를 표시한다.
즉, 지연(lazy)되었던 모든 중개 연산들이 최종 연산 시에 모두 수행되는 것이다.
이렇게 최종 연산 시에 모든 요소를 소모한 해당 스트림은 더는 사용할 수 없게 된다.
스트림 API에서 사용할 수 있는 대표적인 최종 연산과 그에 따른 메소드는 다음과 같다.
- 요소의 출력 :
forEach() - 요소의 소모 :
reduce() - 요소의 검색 :
findFirst(),findAny() - 요소의 검사 :
anyMatch(),allMatch(),noneMatch() - 요소의 통계 :
count(),min(),max() - 요소의 연산 :
sum(),average() - 요소의 수집 :
collect()
요소 수 세기
List<String> names = Arrays.asList("John", "Alice", "Bob", "David");
long count = names.stream()
.count();
System.out.println(count); // 출력: 4요소 수집
List<String> names = Arrays.asList("John", "Alice", "Bob", "David");
String joinedNames = names.stream()
.collect(Collectors.joining(", "));
System.out.println(joinedNames); // 출력: John, Alice, Bob, David요소 검색
List<Integer> numbers = Arrays.asList(1, 2, 3, 4, 5);
Optional<Integer> result = numbers.stream()
.filter(n -> n > 3)
.findFirst();
result.ifPresent(System.out::println); // 출력: 4예시
1. 정수 리스트에서 짝수의 합 구하기
List<Integer> numbers = Arrays.asList(1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10);
int sumOfEvenNumbers = numbers.stream()
.filter(n -> n % 2 == 0)
.mapToInt(Integer::intValue)
.sum();
System.out.println(sumOfEvenNumbers); // 출력: 302. 문자열 리스트에서 길이가 5 이상인 단어 필터링하기
List<String> words = Arrays.asList("apple", "banana", "cat", "dog", "elephant");
List<String> filteredWords = words.stream()
.filter(word -> word.length() >= 5)
.collect(Collectors.toList());
System.out.println(filteredWords); // 출력: [apple, banana, elephant]3. 객체 리스트에서 특정 조건을 만족하는 요소 찾기
class Person {
private String name;
private int age;
public Person(String name, int age) {
this.name = name;
this.age = age;
}
public String getName() {
return name;
}
public int getAge() {
return age;
}
}
List<Person> people = Arrays.asList(
new Person("John", 25),
new Person("Alice", 30),
new Person("Bob", 20)
);
Optional<Person> personOptional = people.stream()
.filter(person -> person.getAge() > 25)
.findFirst();
personOptional.ifPresent(person -> System.out.println(person.getName())); // 출력: Alice