Collection Framework API

람다와 스트림 API

함수형 인터페이스
- 단 하나의 추상메서드를 가진 인터페이스
- 자바 8부터 함수형 인터페이스를 사용하면 람다 표현식을 활용 할 수 있다.
- 인터페이스의 구현체를 람다 표현식으로 구현
- @FunctionalInterface 어노테이션을 사용하여 표시
- 어노테이션은 선택 사항이지만 컴파일러에게 해당 인터페이스가 함수형 인터페이스 임을 알려주는 역할을 합니다.
- 사용하는 이유
  - 람다 표현식 지원
  - 메서드 참조
  - Stream API와의 통합
  - 병렬 프로그래밍
  - 코드 재사용
- 인터페이스는 new를 사용하여 객체 생성을 할 수 없기 때문에 익명 클래스를 사용하여 구현체 구현
```
package fc.java.model2;

@FunctionalInterface // 함수형 인터페이스
public interface MathOperation {
  public int operation(int x, int y); // 추상 메서드
}

public class FunctionInterfaceTest2 {
  public static void main(String[] args) {
      // MathOperation 인터페이스를 내부 익명 내부 클래스로 구현해보자
      MathOperation mo = new MathOperation() {

          // 익명 내부 클래스
          @Override
          public int operation(int x, int y) {
              return x + y;
          }
      };
      int result = mo.operation(10, 20);
      System.out.println(result);
  }
}
```

함수형 인터페이스 메서드 참조

이미 정의된 메서드를 직접 참조하여 람다 표현식을 더욱 간결하게 만들 수 있다.

메서드 참조는 기존 메서드를 재사용하고 코드 중복을 줄이는데 도움이 된다.

메서드 참조는 다음 네가지 유형이 있다.

@FunctionalInterface
public interface Converter<F, T> {
  T convert(F from);
}

정적 메서드 참조 → 클래스명 :: 메서드명

public class IntegerUtils {

  // 정적 메서드, 클래스 메서드
  public static int stringToInt(String s){
      return Integer.parseInt(s);
  }
}

public class IntegerUtilsTest {
  public static void main(String[] args) {

      // 정적메서드 참조
      Converter<String, Integer> converter = IntegerUtils::stringToInt;
      Integer result = converter.convert("123"); // Auto-Unboxing
      System.out.println(result); // 123
  }
}

인스턴스 메서드(static이 없는 메서드) 참조 : 객체참조 :: 메서드명

public class StringUtils {

  // 인스턴스 메서드(static이 없는 메서드)
  public String reverse(String s){
      return new StringBuffer(s).reverse().toString();
  }
}

public class StringUtilsTest {
  public static void main(String[] args) {
      StringUtils stringUtils = new StringUtils();

      // 인스턴스 메서드 참조
      Converter<String, String> converter = stringUtils::reverse;
      String result = converter.convert("hello");
      System.out.println(result);

  }
}

특정 객체의 인스턴스 메서드 참조 : 클래스명 :: 메서드명

public class SortCompareTest {
  public static void main(String[] args) {
      List<String> names = Arrays.asList("홍", "김", "이");

      // String::compareTo -> 특정 객체의 메서드를 참조
      Collections.sort(names, String::compareTo);
      System.out.println(names);
  }
}

생성자 참조 : 클래스명 :: new

@FunctionalInterface
public interface PersonFactory {
  public Person create(String name, int age);
}

public class PersonFactoryTest{
  public static void main(String[] args) {

      // Person의 생성자 참조
      PersonFactory personFactory = Person::new;
      Person person = personFactory.create("홍길동", 40);
      System.out.println(person);

      // 익명 내부 클래스
      PersonFactory personFactory1 = new PersonFactory() {
          @Override
          public Person create(String name, int age) {
              return new Person(name, age);
          }
      };

      Person person1 = personFactory1.create("나길동", 32);
      System.out.println(person1);
  }
}

람다식이란?

자바 8부터 도입 되었으며 함수형 프로그래밍에서 사용되는 함수를 간결하게 표현하기 위한 방법 중 하나
익명 함수의 한 형태로서 메서드에 대한 구현을 간결하게 표현하는 방법
(parameters) → {expression}
- parameters : 메서드에서 사용할 매개변수
- expression : 메서드의 구현체
코드를 더 간결하고 읽기 쉽게 만들 수 있다.
람다식은 함수형 인터페이스와 함께 사용되고, 람다식으로 구현하여 사용할 수 있다.

인터페이스가 오직 하나의 추상 메서드를 가지고 있어야 사용가능하다.

public class LambdaExample {
  public static void main(String[] args) {
      /*MathOperation add = new MathOperation() {
          @Override
          public int operation(int x, int y) {
              return x+y;
          }
      };*/

      // 람다식 : 코드가 간결 -> 구현이 쉽다
      MathOperation add = (x, y) -> x+y;
      MathOperation multi = (x, y) -> x*y;
      int result = add.operation(10,20);
      int result1 = multi.operation(10,20);
      System.out.println(result);
      System.out.println(result1);
  }
}

람다식 사용방법

람다 표현식을 메서드 내에서 사용
람다 표현식을 메서드의 인자로 전달

유연성을 높일 수 있다.

@FunctionalInterface
public interface StringOperation {
  public String apply(String s);
}

public class LambdaApply {
  public static void main(String[] args) {

      // 람다 표현식을 메서드 내에서 사용
      StringOperation toUpperCase = s -> s.toUpperCase();
      StringOperation toLowerCase = s -> s.toLowerCase();

      String input = "Lambda Expressions";
      System.out.println(processString(input, toUpperCase));
      System.out.println(processString(input, toLowerCase));
  }

  // 메서드의 매개변수로 전달
  public static String processString(String input, StringOperation operation){
      return operation.apply(input);
  }
}

Stream API

배열을 스트림으로 변환
- 배열의 원소들을 스트림 형태로 변환하여 처리 할 수 있게 하는 것
- 스트림은 원본 데이터를 변경하지 않고, 필요한 데이터 처리 작업을 적용한 결과를 생성하기 때문에 인덱스를 통한 직접 접근은 제공하지 않음
Stream(스트림)
- 자바 8에서 도입된 기능으로, 데이터의 흐름을 다루기 위한 선언형 api
- 필터링, 매핑, 정렬 등 다양한 데이터 처리 작업을 적용 할 수 있으며, 최종 결과를 배열이나 컬렉션으로 변환할 수 있다.
- 데이터 처리 작업을 연속적인 파이프라인을 나타낼 수 있어 가독성이 높고, 병렬 처리(연속적으로 스트림 기능을 점을 통해 사용가능)를 쉽게 구현할 수 있다.
- 배열을 스트림으로 변환하려면 Arrays.stream() 메서드 사용
- 스트림을 배열로 변환하려면 toArray() 메서드를 사용
- 스트림을 컬렉션으로 변환하려면 collect() 메서드를 사용
```
public class StreamApiTest {
  public static void main(String[] args) {
      int[] numbers = {1, 2, 3, 4, 5};

      // IntStream stream = Arrays.stream(numbers);
      int sumOfEvens = Arrays.stream(numbers) // 배열을 스트림을 변환
          .filter(n -> n % 2 == 0)
          .sum();

      System.out.println(sumOfEvens);

      int[] evenNumbers = Arrays.stream(numbers)
          .filter(n -> n % 2 == 0)
          .toArray(); // 스트림을 배열로 변환

      for(int even : evenNumbers){
          System.out.println(even);
      }
  }

}
```
스트림의 두 가지 연산
- 중간 연산 : 스트림을 처리하고 다른 스트림을 반환
- 최종 연산 : 스트림을 처리하고 결과를 반환

## Predicate란?

- argument를 받아 boolean 값을 반환하는 함수형 인터페이스
- functional method: test()

```java
public class StreamExample {

    public static boolean isEven(int number){
        return number % 2 == 0;
    }

    public static void main(String[] args) {
        List<Integer> numbers = Arrays.asList(1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10); // asList로 배열로 변환
        // Predicate : 함수형 인터페이스 정의
        Predicate<Integer> isEven = n -> n % 2 == 0;
        int sumOfSquares = numbers.stream() // 배열을 스트림으로 변환
            // .filter(isEven) // 짝수로 필터링
            .filter(StreamExample::isEven) // 메서드 참조
            .sorted() // 정렬
            .map(n -> n * n) // 각 원소를 제곱해서 저장
            .reduce(0, Integer::sum); // 0을 초기값으로 sum메서드 참조해서 모두 더하기
        System.out.println(sumOfSquares);

    }
}
```

```java
public class MapStreamExample {
    public static void main(String[] args) {
        List<Integer> numbers = Arrays.asList(1, 2, 3, 4, 5);
        List<Integer> squaredNumbers = numbers.stream()
            .map(n->n*n)
            .collect(Collectors.toList()); // 배열로 변환
        System.out.println(squaredNumbers);

    }
}
```

```java
public class MapStreamExample2 {
    public static void main(String[] args) {
        List<String> words = Arrays.asList("apple", "banana", "cherry", "orange");

        List<String> uppercase = words.stream()
            .map(word -> word.toUpperCase())
            .collect(Collectors.toList()); // 컬렉션을 리스트로 바꾸기
        System.out.println("uppercase = " + uppercase); // uppercase = [APPLE, BANANA, CHERRY, ORANGE]
        for (String str : uppercase) {
            System.out.println(str);

        }
    }
}
```

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