[Modern Java In Action] 5. 스트림 활용

in Programming on Java


다양한 스트림 활용 방법에 대해 알아보자

5.1 필터링

스트림 요소를 선택(=필터링)하는 방법을 알아보자

1) Predicate로 필터링

Predicate (boolean 반환 함수)를 인수로 받아 Predicate와 일치하는 요소를 포함하는 스트림 반환

List<Dish< vegetarianMenu = menu.stream()
  .filter(Dish::isVegetarian) 
  .collect(toList());

2) 고유 요소 필터링 (=중복제거)

Stream은 중복 제거 스트림을 반환하는 distinct 메서드 지원.

참고로 고유 여부는 스트림객체에서 만든 객체의 hashCode, equals로 결정.

List<Integer> numbers = Arrays.asList<1, 2, 1, 3, 3, 2, 4);
numbers.stream()
  .filter(i -> i % 2 == 0)
  .distinct()
  .forEach(System.out::println);

5.2 스트림 슬라이싱

스트림 요소를 선택하거나 스킵하는 방법을 알아보자

1) Predicate로 슬라이싱

filter로 쓰면 될거같지만, 사실 filter는 전체 스트림을 다 검사하니까 매우 비효율적! 이미 칼로리순으로 정렬된 리스트라면, 320 칼로리부터는 더이상 반복작업을 안하는게 효율적이다. 이런 상황에서는 아래와 같이 takeWhile 을 사용하면 된다.

List<Dish> slicedMenu1
  = specialMenu.stream()
    .takeWhile(dish -> dish.getCalories() < 320)
    .collect(toList());

반대로 320보다 칼라로기 큰요소를 탐색할때는 dropWhile 을 사용하면 된다.

List<Dish> slicedMenu2
  = specialMenu.stream()
    .dropWhile(dish -> dish.getCalories() < 320)
    .collect(toList());

2) 스트림 축소

limit을 사용하여 주어진 값 이하의 크기를 갖는 스트림을 얻을 수 있다.

3) 요소 건너뛰기

skip(n)을 사용하여 처음 n개 요소를 제외한 스트림을 얻을 수 있다.

5.3 매핑

특정 객체에서 특정 데이터를 선택하는 작업을 스트림을 통해 할 수 있다

1) 스트림의 각 요소에 함수적용

map 을 사용하여 스트림 각 요소에 함수를 적용할 수 있다.

ex) 각 요소 dish에서 요리명 추출

List<String> dishNames = menu.stream()
  .map(Dish::getName)
  .collect(toList());

2) 스트림 평면화

각 배열을 스트림 콘텐츠로 매핑. 하나의 평면화된 스트림을 얻을 수 있다.

ex) 두 개의 숫자 리스트를 조합한 모든 숫자 쌍의 리스트를 반환

List<Integer> numbers1 = Arrays.asList(1, 2, 3);
List<Integer> numbers2 = Arrays.asList(3, 4);
List<int[]> pairs = numbers1.stream()
  .flatMap(i -> numbers2.stream().map(j -> new int[]{i, j}))
  .collect(toList());

5.4 검색과 매칭

특정 속성이 데이터 집합에 있는지 여부를 검색하는 기능

  • anyMatch : 조건(Predicate)이 스트림 내 적어도 한 요소와 일치하는가?
  • allMatch : 조건(Predicate)이 스트림 내 모든 요소와 일치하는가?
  • nonMatch : 조건(Predicate)이 스트림 내 모든 요소와 일치하지 않는가?
  • findAny : 요소 검색해서 임의의 요소 반환. (요소가 없으면 Optional 반환)
  • findFirst : 첫번째 요소를 반환 (병렬작업에서는 첫번째요소 찾을수 X)

쇼트서킷

anyMatch, allMatch, findAny, .. 이런애들은 ||, && 같은 연산을 사용해서 전체 스트림을 다 보지않아도 결과를 반환할수 있다.(ex. allMatch 검사하는데 하나라도 and조건에서 하나라도 틀린애가 나오면 바로 중지) 이러한 상황을 쇼트서킷이라고 한다.

5.5 리듀싱

모든 스트림 요소를 처리해서 값으로 도출하는 작업을 리듀싱 연산이라고 한다.

1) 요소의 합

for-each를 사용해서 요소의 합을 구한다면?

int sum = 0;
for(int x : numbers) {
  sum += x;
}

stream을 사용해서 요소의 합을 구한다면?

int sum = numbers.stream().reduce(0, (a,b) -> a+b);

→ 스트림 값이 하나의 값으로 줄어들때까지 람다는 각 요소를 조합.

첫번째인자 : 초깃값

두번째인자 : 요소에 적용할 함수

합계가 없으면 Optional 객체를 반환.

2) 최댓값과 최솟값

Optional<Integer> max = numbers.stream().reduce(Integer::max);
Optional<Integer> min = numbers.stream().reduce(Integer::min);

3) 맵리듀싱

map과 reduce를 연결하는 기법을 맵 리듀스 패턴 이라고 한다. 쉽게 병렬화하는 특징 덕분에 구글이 웹 검색에 적용하면서 유명해졌다.

int count = menu.stream()
  .map(d -> 1)
  .reduce(0, (a,b) -> a + b);

5.7 숫자형 스트림

int calories = menu.stream()
										.map(Dish::getCalories)
										.reduce(0, Integer::sum);

위와같이 메뉴의 칼로리 합계를 계산하는 코드에서는 박싱비용이 포함되어있음. 내부적으로 합계를 계산하기 전에 참조형 Integer를 기본형 int로 언박싱해야함.

이런 숫자스트림을 효율적으로 처리할 수 있게 기본형 특화 스트림을 제공한다.

1) 기본형 특화 스트림

숫자스트림으로 매핑

스트림을 특화스트림으로 변환할때mapToInt, mapToDouble, mapToLong 등을 사용할수있다. 기본값으로 OptionalInt를 사용할 수 있다.

int calories = menu.stream()
  .mapToInt(Dish::getCalories)
  .sum();

객체스트림으로 복원

숫자스트림에서 다시 원상태 스트림으로 복원할 수 있다.

IntStream intStream = menu.strema().mapToInt(Dish::getCalories); // 스트림을 숫자 스트림으로 변환
Stream<Integer> stream = intStream.boxed(); // 숫자 스트림을 스트림으로 변환

2) 숫자범위

자바 8의 IntStream과 LongSteam에서는 range와 rangeClosed라는 두 가지 정적 메서드를 제공한다.

IntSream evenNumbers = IntStream.rangeClosed(1, 100).filter(n -> n % 2 == 0);
System.out.println(evenNumbers.count());

rangeClose(1, 100)은 1과 100(경계값)을 포함하며 range(1, 100)은 1과 100(경계값)을 제외한다.

5.8 스트림 만들기

다양한 방식으로 스트림을 만들 수 있다.

1) 값으로 스트림 만들기

임의의 수를 인수로 받는 정적 메서드 Stream.of를 이용해서 스트림을 만들 수 있다.

Stream<String> stream = Stream.of("Mordern", "Java", "In", "Action");
stream.map(String::toUpperCase).forEach(System.out.println);

2) null이 될 수 있는 객체로 스트림 만ㄷ르기

null이 될 수 있는 객체를 스트림으로 만들 수 있다.

Stream<String> value = Stream.ofNullable(System.getProperty("home"));

3) 배열로 스트림 만들기

Arrays.stream을 이용해서 배열을 인수로 받아 스트림을 만들 수 있다.

int[] numbers = {2, 3, 5, 7, 11, 13};
int sum = Arrays.stream(numbers).sum();

4) 함수로 무한 스트림 만들기

스트림 API는 함수에서 스트림을 만들 수 있는 두 정적 메서드 Stream.iterate와 Stream.generate를 제공한다. 두 연산을 이용해서 무한 스트림(infinite stream) 즉, 언바운드 스트림(unbounded stream)을 만들 수 있다.

interate : 요청할때마다 값을 생산

Stream.iterate(new int[]{0, 1}, t-> new int[] {t[1], t[0] + t[1]})
  .limit(10)
  .map(t -> t[0)
  .forEach(System.out::println);

generate : 요청할때마다 값을 계산하지만, 생산된 각 값을 연속적으로 계산하지는 않음

Stream.generate(Math::random)
  .limit(5)
  .forEach(System.out::println)



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