[Java] Stream (스트림)

Stream이란?

• 자료의 대상과 관계없이 동일한 연산을 수행하며 일관성 있는 연산으로 자료의 처리를 쉽고 간단하게 해주는 것이다.

• 배열, 컬렉션을 대상으로 연산을 수행ㅇ하며 자료 처리에 대한 추상화가 구현되었다.

• 한번 생성하고 사용한 스트림은 재사용 할 수 없다!! 스트림을 생성하여 연산을 수행하면 해당 스트림은 소모되고 다른 연산을 수행하기 위해서는 새로운 스트림을 다시 생성해야한다.

• 자료에 대한 스트림을 생성하면 스트림이 사용하는 메모리 공간도 별도로 생성되므로 연산이 수행되어도 기존 자료에 대한 변경은 발생하지 않는다.

• 스트림의 연산은 중간 연산과 최종 연산으로 구분되며 스트림의 중간 연산은 여러개의 연산이 적용될 수 있지만 최종 연산은 마지막에 한번만 적용된다.

• 중간연산은 최종 연산이 호출되어야 중간 연산에 대한 수행이 이루지고 그 결과가 만들어져 중간 연산에 대한 결과는 연산중에 알 수 없다.

• 중간연산은 지연 연산이라고 불리기도 한다.

중간연산

• 최종 연산이 호출될 때 중간 연산이 수행된다.

• filter(), map(), sorted() 등이 존재한다.

• filter() : 조건에 맞는 요소를 추출하는 연산

• map() : 요소를 변환해주는 연산

최종 연산

• 스트림이 관리하는 자료를 하나씩 소모해가며 연산이 수행된다.

• forEach(), count(), sum()등이 존재한다.

• forEach() : 요소를 하나씩 꺼내주는 연산

• count() : 요소의 개수를 반환

• sum() : 요소들의 합을 반환

👨🏻‍💻 Example Code1

import java.util.Arrays;
import java.util.stream.IntStream;

public class InArrayStreamTest {

	public static void main(String[] args) {
		// TODO Auto-generated method stub
		int[] arr = {1,2,3,4,5};
		
		for (int num: arr) {
			System.out.println(num);
		}
		
		System.out.println();
		
		Arrays.stream(arr).forEach(n-> System.out.println(n));
		// Stream과 람다식을 사용하여 위의 코드와 같은 결과를 낼 수 있다.
		
		IntStream is = Arrays.stream(arr);
		// IntStream 인스턴스를 생성하여 is.~ 을 통해 연산자들을 사용할 수도 있다.
		is.forEach(n-> System.out.println(n));
		
		// Stream은 한번 사용하면 더이상 사용을 못하고 새로 만들어줘야한다.
		// is Stream은 위에서 사용을 했기에 다시 사용하려고 하면 오류가 발생한다.
		// is.forEach(n-> System.out.println(n));
	}

}

👨🏻‍💻 Example Code2

import java.util.ArrayList;
import java.util.List;
import java.util.stream.Stream;

public class ArrayListStreamTest {
	public static void main(String[] args) {
		List<String> sList = new ArrayList<>();
		sList.add("Tomas");
		sList.add("Edward");
		sList.add("Jack");
		
		Stream<String> stream = sList.stream();
		stream.forEach(s-> System.out.println(s));

		System.out.println();
		
		//14,15라인의 Stream은 한번 사용하여 재사용 불가, 아래에서는 새로 생성
		sList.stream().sorted().forEach(s-> System.out.print(s + "\t"));
		
		System.out.println("\n");
		sList.stream().map(s->s.length()).forEach(n-> System.out.print(n + "\t"));
		// map은 요소를 변환하기 위해 사용
		
		System.out.println("\n");
		sList.stream().filter(s->s.length() >= 5).forEach(n-> System.out.print(n + "\t"));
		// filter는 조건문과 같은 것
	}
}

reduce() 연산

• Stream에서 제공하는 기본 연산외에 원하는 연산을 직접 정의하는 방법이다. (정의된 연산이 아닌 프로그래머가 직접 구현한 연산을 적용하는 것)

	T reduce(T identify, BinaryOperator<T> accumulator)
    T reduce(BinaryOperator<T> accumulator) // binaryOperator만 사용할 수도 있다.

• 위의 코드에서 첫번째 parameter는 초기 값이며 두번째 parameter는 람다식을 직접 구현하거나 람다식이 긴 경우에는 BinaryOperator라는 인터페이스를 구현한 클래스를 쓸 수도 있다.

• 배열의 모든 합을 구하는 reduce연산의 예제
  첫번째 parameter인 0은 값의 초기값이고 합을 구하는 연산을 통해 초기값인 0에 배열에 있는 모든 값들을 더하게 된다.

	Arrays.stream(arr).reduce(0, (a,b)->a+b)); 

BinaryOperator

• BinaryOperator는 람다식이 긴 경우 사용을 한다.

• BinaryOperator를 사용하면 apply라는 metod를 반드시 재정의 하여야한다.

👨🏻‍💻 Example Code

import java.util.Arrays;
import java.util.function.BinaryOperator;

class CompareString implements BinaryOperator<String>{

	@Override
	public String apply(String s1, String s2) {
		// TODO Auto-generated method stub
		if (s1.getBytes().length >= s2.getBytes().length) return s1;
		else return s2;
	}
	
}

public class ReduceTest {

	public static void main(String[] args) {
		// TODO Auto-generated method stub
		String[] greetings = {"안녕하세요~~~", "hello", "Good morning", "반갑습니다^^"};
		
		// reduce function에서 람다식을 사용한 예시
		System.out.println(Arrays.stream(greetings).reduce("",(s1, s2) ->
				{if (s1.getBytes().length >= s2.getBytes().length) return s1;
				else return s2; }
				));
		
		
		// BinaryOperator를 사용한 예시
		String str = Arrays.stream(greetings).reduce(new CompareString()).get();
		System.out.println(str);
		
	}	

}

Reference

• Fast Campas - 한번에 끝내는 Java/Spring 웹 개발 마스터 초격차 패키지 Online.