자바의 스트림

자바의 스트림(Stream)은 람다식과 함께 함수형 프로그래밍을 강화하는 데 도움을 주는 매우 유용한 기능입니다. 자바 스트림 API는 복잡한 데이터 가공 작업을 간단하고 선언적(declarative)으로 처리할 수 있습니다. 이 글에서는 스트림의 개념과 활용법, 기본 사용 방법 및 함수형 프로그래밍을 본격적으로 구현하기 위한 다양한 스트림 연산의 사용법을 상세하게 소개하겠습니다.

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1. 스트림의 개념 및 활용 기본 방법

스트림(Stream)은 자바 8부터 추가된 기능으로, 데이터 소스를 처리하는 데 사용됩니다. 스트림은 다음과 같은 장점이 있습니다:

• 코드의 가독성 높이기
• 데이터 가공의 효과성 향상
• 메모리의 효율적인 활용

 

중간 연산(intermediate operation)과 최종 연산(terminal operation)은 스트림의 주요 연산입니다. 이 연산들을 조합하여 복잡한 데이터 처리 작업을 수행할 수 있습니다. 스트림을 사용할 때 기본적으로 아래와 같은 과정을 거칩니다:

데이터 소스 생성 -> 중간 연산 1 -> 중간 연산 2 -> ... -> 최종 연산 (결과 출력)

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2. 스트림의 생성 방법

스트림은 다양한 자료구조에서 생성할 수 있으며, 주로 Collection 인터페이스의 stream() 메소드를 사용합니다.

List<Integer> numbers = Arrays.asList(1, 2, 3, 4, 5);

Stream<Integer> numberStream = numbers.stream();

 

또한, Stream 클래스의 of() 메소드를 이용하여 직접 스트림을 생성할 수도 있습니다.

Stream<String> stringStream = Stream.of("Java", "Stream", "Lambda");

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3. 스트림 API 주요 중간 연산

스트림 중간 연산은 스트림을 반환하므로, 다른 중간 연산이나 최종 연산과 연결하여 사용할 수 있습니다. 주요 중간 연산 메소드로는 다음과 같은 것들이 있습니다:

 

• filter(Predicate<T> predicate): 주어진 조건에 맞는 요소만 선택
  
  
• map(Function<T, R> mapper): 각 요소를 다른 요소로 변환
  
  
• flatMap(Function<T, Stream<R> mapper): 각 요소를 여러 개의 요소로 변환하여 하나의 스트림으로 합침
  
  
• distinct(): 중복 요소를 제거한 스트림 생성
  
  
• sorted() / sorted(Comparator<? super T> comparator): 요소들을 정렬하여 스트림 생성

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4. 스트림 API 주요 최종 연산

최종 연산은 스트림에서 값을 취합, 수집, 검색 등의 작업을 수행하여 결과를 출력합니다. 주요 최종 연산 메소드로는 다음과 같은 것들이 있습니다:

 

• forEach(Consumer<? super T> action): 각 요소에 대해 주어진 작업 수행
  
  
• toArray(): 스트림의 요소들을 배열로 변환
  
  
• reduce(BinaryOperator<T> accumulator): 누적 연산을 통해 스트림 요소들을 결합
  
  
• collect(Collector<? super T, A, R> collector): 스트림의 요소를 취합하여 컬렉션 등의 결과물로 반환
  
  
• min(Comparator<? super T> comparator): 주어진 비교자를 이용하여 최소 요소를 찾음
  
  
• max(Comparator<? super T> comparator): 주어진 비교자를 이용하여 최대 요소를 찾음
  
  
• count(): 스트림의 요소 개수
  
  
• anyMatch(Predicate<? super T> predicate): 주어진 조건에 맞는 요소가 최소한 하나라도 있는지 확인
  
  
• allMatch(Predicate<? super T> predicate): 모든 요소가 주어진 조건에 맞는지 확인
  
  
• noneMatch(Predicate<? super T> predicate): 주어진 조건에 맞는 요소가 없는지 확인
  
  
• findFirst(): 스트림에서 첫 번째 요소를 찾음 (존재할 때)
  
  
• findAny(): 스트림에서 임의의 요소를 찾음 (존재할 때)

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5. 스트림 사용 예제

스트림의 강력함은 복잡한 데이터 처리 작업을 선언적(declarative)으로 표현할 수 있으며, 코드의 가독성을 높여줍니다. 이제 스트림을 사용하여 여러 가지 예제를 살펴보겠습니다.

 

※ 각 예제의 코드는 이전 섹션에서 설명한 연산을 적절히 조합하여 작성됩니다.

 

1) 데이터 필터링

스트림을 사용하여 데이터를 필터링하는 작업을 다양한 방법으로 수행할 수 있습니다. 예를 들어, 짝수만 선택하거나 단어 길이가 6 보다 큰 문자열만 선택할 수 있습니다.

 

2) 데이터 변환

스트림을 사용하여 데이터를 변환할 수 있습니다. 예를 들어, 정수 리스트를 각 정수의 제곱으로 구성된 리스트로 변환하거나, 문자열 리스트에서 각 문자열의 길이를 나타내는 리스트로 변환할 수 있습니다.

 

3) 데이터 집계

스트림을 사용하여 데이터를 집계할 수 있습니다. 예를 들어, 정수 리스트에서 최소값, 최대값, 합계, 평균 값을 구할 수 있습니다. 또한, 객체 리스트에서 특정 필드 기준으로 최소값, 최대값을 구하거나 특정 조건을 만족하는 요소들의 개수를 구할 수 있습니다.

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6. 스트림과 람다식의 활용

스트림과 람다식은 자바에서 함께 활용되어 프로그램의 효율성을 높입니다. 람다식을 사용하여 함수형 인터페이스를 간결하게 표현하고, 스트림 API를 이용해 복잡한 데이터 가공 작업을 간단하게 처리할 수 있습니다.

 

 

자바의 스트림을 활용하면 코드 구조를 선언적(declarative)으로 표현하면서, 데이터 처리 작업의 효율성과 가독성을 높일 수 있습니다. 이를 통해 데이터 처리도 더욱 간결하고 효과적으로 구현할 수 있습니다.