4장에서는 스트림을 이용해서 외부 반복을 내부 반복으로 바꾸는 방법을 살펴봤다.
데이터 컬렉션 반복을 명시적으로 관리하는 외부 반복 코드다.
List<Dish> vegetarianDishes = new ArrayList<>();
for(Dish d:menu){
if(d.isVegetarian()){
vegetarianDishes.add(d);
}
}명시적 반복 대신 filter와 collect 연산을 지원하는 스트림 API를 이용해서 데이터 컬렉션 반복을 내부적으로 처리할 수 있다.
List<Dish> vegetarianDishes = menu.stream()
.filter(Dish::isVegetarian)
.collect(Collectors.toList());5.1 필터링
5.1.1 프레디케이트로 필터링
스트림 인터페이스는 filter 메소드를 지원하는데, 이 filter 메소드는 predicate 함수를(Boolean 타입 함수) 를 인수로 받아서 프리디케이트와 일치하는 모든 요소를 포함하는 스트림을 반환한다.
List<Dish> vegetarianMenu = menu.stream()
.filter(Dish::isVegetarian)
.collect(toList());5.1.2 고유 요소 필터링
스트림은 고유 요소로 이루어진 스트림을 반환하는 distinct 매서드도 지원한다(고유 여부는 스트림에서 만든 객체의 hashcode, equals로 결정된다)
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 슬라이싱은, 스트림의 요소를 선택하거나 스킵하는 것을 말한다.
Predicate를 이용한 슬라이싱
자바 9 이상 부터는 takeWile 메소드와 dropWhile 메소드를 제공한다.
TAKEWILE
- takeWile 메소드는, predicate를 만족하지 않는 첫 번째 지점부터 마지막 스트림을 버린다.
//전체 리스트 순회
List<Dish> filteredMenu = menu.stream()
.filter(dish -> dish.getCalories() < 320)
.collect(Collectors.toList());//조건에 맞지 않으면 stop
List<Dish> slicedMenu1 = specialMenu.stream()
.takeWhile(dish -> dish.getCalories() < 320)
.collect(toList());takeWhile 메소드는 조건에 맞지않는 그 순간 Stream 조회를 종료하기 때문에 정렬되어있는 Stream에 매우 유용하다.
DROPWHILE
- dropWhile 메소드는, takeWhile과 정반대의 결과를 추출한다.
- 첫 번째 요소부터, predicate를 처음으로 만족하는 지점까지 버리고 나머지를 반환한다.
dropWhile 은 프리디케이트가 처음으로 거짓이 되는 지점까지 발견된 요소를 버린다.List<Dish> filterMenu = specialMenu.stream() .dropWhile(dish -> dish.getCalories() < 320) .collect(toList());
프리디케이트가 거짓이되면, 그 즉시 작업을 중단하고 남은 모든 요소를 반환한다.
스트림 축소
- limit(n):주어진 값 이하의 크기를 가지는 새로운 스트림을 반환하는 스트림 메소드이다
limit은 조건에 맞는 요소가 채워지면 그 즉시 스트림을 반환한다.//2개 요소 반환 List<Dish> dishes = specialMenu.stream() .filter(dish->dish.getCalories() > 300) .limit(2) .collect(toList());
스트림 요소 건너띄기
- Skip(n):스트림은 처음 n 개의 요소를 제외한(스킵한) 스트림을 반환하는 메소드를 지원한다.
- limit(n) 과 정반대의 결과를 도출한다.
- n개 이하의 요소를 포함하는 스트림에 skip(n)을 호출하면 빈 스트림이 반환됀다.
List<Dish> skipMenu = specialMenu.stream()
.filter(dish->dish.getCalories() < 320)
.skip(3)
.collect(toList());5.3 스트림 매핑
- 특정 객체에서 특정 데이터를 선택하는 작업은 데이터 처리 과정에서 자주 수행되는 연산이다.
- Stream 에서는 Map 과 FlatMap 메소드로 특정 데이터를 선택할 수 있는 기능을 제공한다.
Stream Map
- 스트림은 함수를 인수로 받는 map 메소드를 지원한다.
- 인수로 제공된 함수는 각 요소에 적용되며 함수를 적용한 결과가 새로운 요소로 매핑됀다.
- 이 과정은 요소를 고친다는 개념보다, 새로운 버전을 만든다라는 개념에서 Trans(변환) 보다 mapping(매핑) 으로 지어졌다고한다.
// 요리명을 추출하는 코드 List<String> dishNames = menu.stream() .map(Dish::getName) .collect(toList());
// 단어 리스트 글자수 추출
List words = Arrays.asList("Modern","Java", "In","Action");
List wordLengths = words.stream()
.map(String::length)
.collect(toList());
// map 을 연결하여 요리명의 글자수 추출
List dishNameLength = menu.stream()
.map(Dish::getName)
.map(String::length)
.collect(toList());
## Stream FlatMap(스트림 평면화)
* flatMap 메서드는 스트림의 각 값을 다른 스트림으로 만든 다음 모든 스트림을 하나의 스트림으로 연결하는 기능을 수행한다.
예를들어, list 혹은 배열의 요소들을 각각의 스트림으로 만든 후, 이 만들어진 모든 스트림 요소를 하나의 스트림으로 만들어 어떤 작업을 진행하고 싶을때 flatMap을 사용한다.
* 예를들어 [“hello”, “world”] 리스트가 [“h”, “e”, “l”, “l”, “o”, “w”, “o”, “r”, “l”, “d”] 가 되도록 변경
```java
List<String> uniqueCharacters = words.stream()
.map(word->word.split("")) // 각 단어를 개별 문자를 포함하는 배열로 변환
.flatMap(Arrays::stream) //생성된 스트림을 하나의 스트림으로 평면화
.distinct()
.collect(Collectors.toList());flatMap은 각 배열을 스트림이 아니라 스트림의 콘텐츠로 매핑한다.
즉, map(Arrays::stream)과 달리 flatMap은 하나의 평면화된 스트림을 반환한다.
퀴즈
- 숫자 리스트가 주어졌을 때 제곱근으로 이루어진 리스트를 반환하시오.
List<Integer> numbers = Arrays.asList(1,2,3,4,5); List<Integer> squares = numbers.stream() .map(n->n*n) .collect(Collectors.toList()); System.out.println("squares===>"+squares);- 두 개의 숫자 리스트가 있을 때 모든 숫자 쌍의 리스트를 반환하시오.
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());- 이전 예제에서 합이 3으로 나누어떨어지는 쌍만 반환하려면 어떻게 해야 할까?
List<Integer> numbers1 = Arrays.asList(1,2,3); List<Integer> numbers2 = Arrays.asList(3,4); List<int[]> pairs = numbers1.stream().flatMap(i-> numbers2.stream() .filter(j->(i+j)%3 == 0) .map(j->new int[]{i,j})) .collect(toList());
5.4 검색과 매칭
- 특정 속성이 데이터 집합에 있는지 여부, 즉 검색 처리도 스트림 API에서 제공합니다.
- allMatch, anyMatch, noneMatch, findFirst, findAny
anyMatch
- Predicate가 적어도 한 요소와 일치 하는지 확인
allMatchif(menu.stream().anyMatch(Dish::isVegetarian)){ System.out.println("The menu is (somewhat) vegetarian friendly!!"); } - Predicate가 모든 요소와 일치하는지 검사
boolean isMatch = menu.stream().allMatch(Dish -> dish.getCalories() < 1000)NoneMatch
- noneMatch는 allMatch와 반대 연산을 수행합니다.
- 즉. noneMatch는 주어진 predicate와 일치하는 요소가 없는지 확인한다.
boolean noneMatch = menu.stream().noneMatch(dish -> dish.getCalories() > 1000);
요소검색(findAny,findFirst)
findAny
- findAny 메서드는 현재 스트림에서 임의의 요소를 반환합니다.
- findAny 메서드를 다른 스트림 연산과 연결해서 사용할 수 있습니다.
// filter 와 findAny를 활용해 채식 요리를 선택하는 방법
Optional<Dish> dish = menu.stream()
.filter(Dish::isVegetarian)
.findAny(); //findAny는 Optional 객체를 반환Optional이란?
Optional<T> 클래스는 값의 존재나 부재 여부를 표현하는 컨테이너 클래스이다. Optional은 값이 존재하는지 확인하고 값이 없을 때 어떻게 처리할지 강제하는 기능을 제공한다.
- isPresent()는 Optional이 값을 포함하면 참(true)을 반환하고, 값을 포함하지 않으면 거짓(false)을 반환한다.
ifPresent(Consumer<T> block)은 값이 있으면 주어진 블록을 실행한다. Consumer 함수형 인터페이스에는 T형식의 인수를 받으며 void를 반환하는 람다를 전달할 수 있다.- T get()은 값이 존재하면 값을 반환하고, 값이 없으면 NoSuchElementException을 일으킨다.
- T orElse(T other)는 값이 있으면 값을 반환하고, 값이 없으면 기본값을 반환한다.
findFirstmenu.stream() .filter(Dish::isVegetarian) .findAny() .ifPresent(dish->System.out.println(dish.getName())); //값이 있으면 출력되고, 값이 없으면 아무 일도 일어나지 않는다. - 첫 번째 요소 찾기
- 리스트 또는 정렬된 데이터로 부터 생성된 순서가 정해진 스트림에서 첫번째 요소를 찾기 위한 방법이다.
// 3으로 나누어 떨어지는 첫 번째 제곱근 값을 반환하는 코드.
List<Integer> someNumbers = Arrays.asList(1, 2, 3, 4, 5);
Optional<Integer> first = someNumbers.stream()
.map(n -> n * n)
.filter(n -> n % 3 == 0)
.findFirst();5.5 리듀싱
스트림의 모든 요소를 반복적으로 처리해야 한다. 이런 질의를 리듀싱 연산(모든 스트림 요소를 처리해서 값으로 도출하는)이라고 한다.
요소의 합
- for-each 루프를 이용해서 리스트의 숫자 요소를 더하는 코드
numbers의 각 요소는 결과에 반복적으로 더해진다. 리스트에서 하나의 숫자가 남을 때까지 reduce 과정을 반복한다. 코드에는 파라미터를 두 개 사용했다.int sum = 0; for(int x : numbers){ sum += x; } - sum 변수의 초깃값 0
- 리스트의 모든 요소를 조합하는 연산(+)
reduce를 이용해서 다음처럼 스트림의 모든 요소를 더할 수 있다.
int sum = numbers.stream().reduce(0,(a,b)->a+b);reduce는 두 개의 인수를 갖는다.
- 초깃값 0
- 두 요소를 조합해서 새로운 값을 만드는 BinaryOperator,예제에서는 람다 표현식 (a,b)->a+b를 사용했다.
reduce로 다른 람다, 즉 (a,b)->a*b를 넘겨주면 모든 요소에 곱셈을 적용할 수 있다.
int product = numbers.stream().reduce(0,(a,b)->a*b);int sum = numbers.stream().reduce(0,Integer::sum);초기값 없음
초깃값을 받지 않도록 오버로드된 reduce도 있다.그러나 이 reduce는 Optional 객체를 반환한다.
Optional<Integer> sum = numbers.stream().reduce((a,b)->(a+b));최댓값과 최솟값
최대값과 최솟값을 찾을 때도 reduce를 활용할 수 있다.
reduce를 이용해서 스트림에서 최댓값과 최솟값을 찾는 방법을 살펴보자.
- 초깃값
- 스트림의 두 요소를 합쳐서 하나의 값으로 만드는 데 사용할 람다
최대값
Optional<Integer> max = numbers.stream().reduce(Integer::max);최솟값
Optional<Integer> min = numbers.stream().reduce(Integer::min);퀴즈 5-3 리듀스
map과 reduce 메서드를 이용해서 스트림의 요리 갯수를 계산하시오.
int count = menu.stream()
.map(d->1)
.reduce(0,(a,b)->a+b);map과 reduce를 연결하는 기법을 맵 리듀스패턴이라 하며, 쉽게 병렬화하는 특징 덕분에 구글이 웹 검색에 적용하면서 유명해졌다.
5.6 실전 연습
2011년에 일어난 모든 트랜잭션을 찾아서 값을 오름차순으로 정렬하시오.
List<Transaction> tr2011 = transactions.stream()
.filter(transaction -> transaction.getYear() == 2011) // 2011년에 발생한 트랜잭션을 필터링하도록 프레디케이트를 넘겨줌
.sorted(Comparator.comparing(Transaction::getValue))
.collect(Collectors.toList());//결과 스트림의 모든 요소를 리스트로 반환거래자가 근무하는 모든 도시를 중복 없이 나열하시오.
List<String> cities =
transactions.stream()
.map(transaction -> transaction.getTrader().getCity()) // 트랙잰션과 관련한 각 거래사의 도시 추출
.distinct() //고유 도시만 선택
.collect(Collectors.toList()); 아직 배우지 않았지만 distinct() 대신에 스트림을 집합으로 변환하는 toSet()을 사용할 수 있다.
케임브리지에서 근무하는 모든 거래자를 찾아서 이름순으로 정렬하시오.
List<Trader> traders = transactions.stream()
.map(Transaction::getTrader) //트랜잭션의 모든 거래자 추출
.filter(trader1 -> trader1.getCity().equals("Cambridage")) //케임브리지의 거래자만 선택
.distinct() //중복이 없도록 확인
.sorted(Comparator.comparing(Trader::getName)) // 결과 스트림의 거래자를 이름으로 정렬
.collect(Collectors.toList());모든 거래자의 이름을 알파벳순으로 정렬해서 반환하시오.
String traderStr = transactions.stream()
.map(transaction -> transaction.getTrader().getName()) // 모든 거래자명을 문자열 스트림으로 추출
.distinct() //각각의 이름을 하나의 문자열로 연결하여 결국 모든 이름 연결
.sorted() // 이름을 알파벳순으로 정렬
.reduce("",(n1,n2)-> n1+n2);//각각의 이름을 하나의 문자열로 연결하여 결국 모든 이름 연결각 반복 과정에서 모든 문자열을 반복적으로 연결해서 새로운 문자열 객체를 만든다. 다음 코드에서는 joining()을 이용해서 더 효율적으로 문제를 해결하는 방법을 설명한다.
String traderStr =
transactions.stream()
.map(transaction -> transaction.getTrader().getName()) // 모든 거래자명을 문자열 스트림으로 추출
.distinct() //각각의 이름을 하나의 문자열로 연결하여 결국 모든 이름 연결
.sorted() // 이름을 알파벳순으로 정렬
.collect(Collectors.joining());밀라노에 거래자가 있는가?
boolean milanBased =
transactions.stream()
.anyMatch(transaction -> transaction.getTrader()
.getCity()
.equals("Milan"));//anyMatch에 프레디케이트를 전달해서 밀라노에 거래자가 있는지 확인 케임브리지에 거주하는 거래자의 모든 트랜잭션값을 출력하시오.
transactions.stream()
.filter(t->"Cambridage".equals(t.getTrader().getCity()))
.map(Transaction::getValue)
.forEach(System.out::println);전체 트랙잭션 중 최대값은 얼마인가?
Optional<Integer> highestValue =
transactions.stream()
.map(Transaction::getValue) //각 트랜잭션의 값 추출
.reduce(Integer::max); //결과 스트림의 최대값 계산전체 트랙잭션 중 최소값은 얼마인가?
Optional<Transaction> smallestTransaction =
transactions.stream()
.reduce((t1,t2)->
t1.getValue() < t2.getValue() ? t1:t2);Optional<Transaction> smallestTransaction =
transactions.stream()
.min(Comparator.comparing(Transaction::getValue));4.7 숫자형 스트림
메뉴의 칼로리 합계 계산
int calories = menu.stream()
.map(Dish :: getCalories)
.reduce(0,Integer::sum);위 코드에는 박싱 비용이 숨어있다. 내부적으로 합계를 계산하기 전에 Integer를 기본형으로 언박싱해야 한다.
int calories = menu.stream()
.map(Dish :: getCalories)
.sum();위 코드처럼 sum 매서드를 직접 호출할 수 없다. map 매서드가 Stream를 생성하기 때문이다.
스트림의 요소 형식은 Integer지만 인터페이스에는 sum 매서드가 없다.
menu처럼 Stream 형식의 요소만 있다면 sum이라는 연산을 수행할 수 없기 때문이다.
다행이도 스트림 API 숫자 스트림을 효율적으로 처리할 수 있도록 기본형 특화 스트림을 제공한다.
기본형 특화 스트림
int요소에 특화된 IntStream, double요소에 특화된 DoubleStream,long 요소에 특화된 LongStream을 제공한다.
숫자 스트림으로 매핑
스트림을 특화 스트림으로 변환할 때는 mapToInt, mapToDouble, mapToLong 세 가지 메서드를 가장 많이 사용한다. Stream<T> 대신 특화된 스트림을 반환한다.
int calories = menu.stream() // Stream<Dish> 반환
.mapToInt(Dish::getCalories) //intStream 반환
.sum();mapToInt 매서드는 각 요리에서 모든 칼로리(Integer 형식)를 추출한 다음에 IntStream을 반환한다. 따라서 IntStream인터페이스에서 제공하는 sum매서드를 이용해서 칼로리 합계를 계산할 수 있다.
객체 스트림으로 복원하기
숫자 스트림을 만든 다음에, 원상태인 특화되지 않은 스트림으로 복원할 수 있을까? IntStream의 map연산은 'int를 인수로 받아서 int를 반환하는 람다'를 인수로 받는다. 하지만 정수가 아닌 Dish같은 다른 값을 반환하고 싶으면 어떻게 해야할까?
IntStream intStream = menu.stream().mapToInt(Dish::getCalories); //스트림을 숫자 스트림으로 변환
Stream<Integer> stream = intStream.boxed(); //숫자 스트림을 스트림으로 변환기본값 : OptionalInt
OptionalInt를 이용해서 IntStream의 최댓값 요소를 찾을 수 있다.
OptionalInt maxCalories = menu.stream()
.mapToInt(Dish::getCalories)
.max();
int max = maxCalories.orElse(1);숫자 범위
IntStream과 LongStream에서는 range와 rangeClosed라는 두 가지 정적 메서드를 제공한다.
range 매서드 : 시작값과 종료값이 결과에 포함되지 않는다.
rangeClosed : 시작값과 종료값이 결과에 포함된다.
숫자 스트림 활용 : 피타고라스 수
Stream<int[]> pythagoreanTriples =
IntStream.rangeClosed(1,100).boxed()
.flatMap(a->
IntStream.rangeClosed(a,100)
.filter(b->Math.sqrt(a*a+b*b)%1 ==0)
.mapToObj(b->new int[]{a,b,(int)Math.sqrt(a*a+b*b)})
);
pythagoreanTriples.limit(5)
.forEach(t->
System.out.println(t[0]+","+t[1]+","+t[2]));개선할 점?
위 코드에서는 제곱근을 두 번 계산한다. 따라서 (aa,bb,aa+bb) 형식을 만족하는 세 수를 만든 다음에 우리가 원하는 조건에 맞는 결과만 필터링하는 것이 더 최적화된 방법이다.
Stream<double[]> pythagoreanTriples2 = IntStream.rangeClosed(1,100).boxed()
.flatMap(a -> IntStream.rangeClosed(a, 100)
.mapToObj(b->new double[]{a,b,Math.sqrt(a*a+b*b)})
.filter(t->t[2]%1==0)); //세수의 세번째 요소는 만드시 정수이여야 한다.
pythagoreanTriples2.limit(5)
.forEach(t->
System.out.println(t[0]+","+t[1]+","+t[2]));5.8 스트림 만들기
값으로 스트림 만들기
Stream.of로 문자열 스트림을 만드는 예제 스트림의 모든 문자열을 대문자로 변환한 후 문자열을 하나씩 출력한다.
Stream<String> stream = Stream.of("Modern","Java","In","Action");
stream.map(String::toUpperCase).forEach(System.out::println);Stream<String> emptyStream = Stream.empty();null이 될 수 있는 객체로 스트림 만들기
null 이 될 수 있는 개체를 스트림으로 만들 수 있는 새로운 매소드가 추가되었다.
때로는 null이 될 수 있는 객체를 스트림(객체가 null이라면 빈 스트림)으로 만들어야 할 수 있다. System.getProperty는 제공된 키에 대응하는 속성이 없으면 null을 반환한다.
String homeValue = System.getProperty("home");
Stream<String> homeValueStream =
homeValue == null ? Stream.empty() : Stream.of(value);Stream.ofNullable을 이용해 다음처럼 코드를 구현할 수 있다.
Stream<String> homeValueStream = Stream.ofNullable(System.getProperty("home"));null이 될 수 있는 객체를 포함하는 스트림값을 flatMap과 함께 사용하는 상황에서는 이 패턴을 더 유용하게 사용할 수 있다.
Stream<String> values =
Stream.of("config","home","user")
.flatMap(key->Stream.ofNullable(System.getProperty(key)));배열로 스트림 만들기
int[] numbers = {2,3,5,7,11,13};
int sum = Arrays.stream(numbers).sum(); // 합계는 41파일로 스트림 만들기
파일을 처리하는 등의 I/O 연산에 사용하는 자바의 NIO API(비블록 I/O)도 스트림 API를 활용할 수 있도록 업데이트되었다.
uniqueWords = lines.flatMap(line->Arrays.stream(line.split(" "))) //고유 단어 수 계산
.distinct() //중복 제거
.count(); //단어 스트림 생성함수로 무한 스트림 만들기
스트림을 만들 수 있는 두 정적 메서드 Stream.iterate와 Stream.generate를 제공한다.
iterate와 generate에서 만든 스트림은 요청할 때마다 주어진 함수를 이용해서 값을 만든다. 따라서 무제한으로 값을 계산할 수 있다. 하지만 보통 무한한 값을 출력하지 않도록 limit(n) 함수를 함께 연결해서 사용한다.
iterate 매서드
Stream.iterate(0,n->n+2)
.limit(10)
.forEach(System.out::println);iterate는 요청할 때마다 값을 생산할 수 있으며 끝이 없으므로 무한 스트림을 만든다. 이러한 스트림을 언바운드 스트림이라고 표현한다.
피보나치수열 집합
Stream.iterate(new int[]{0,1},
t-> new int[]{t[1],t[0]+t[1]})
.limit(10)
.map(t->t[0])
.forEach(System.out::print);iterate 메소드는 프레디케이트를 지원한다. 예를 들어 0에서 시작해서 100보다 크면 숫자 생성을 중단하는 코드를 다음과 같이 구현할 수 있다.
IntStream.iterate(0,n->n<100,n->n+4)
.forEach(System.out::println); IntStream.iterate(0,n->n+4)
.takeWhile(n->n<100)
.forEach(System.out::println);generate 메서드
iterate와 비슷하게 generate도 요구할 때 값을 계산하는 무한 스트림을 만들 수 있다. 하지만 iterate와 달리 generate는 각 생산된 각 값을 연속적으로 계산하지 않는다.
Stream.generate(Math::random)
.limit(5)
.forEach(System.out::println);'그룹 스터디 공부(IT 서적) > 모던 자바 인 액션' 카테고리의 다른 글
| chapter 6 스트림으로 데이터 수집 02 (0) | 2023.07.22 |
|---|---|
| chapter 6 스트림으로 데이터 수집 01 (0) | 2023.07.22 |
| chapter 4. 스트림 소개 (0) | 2023.07.21 |
| chapter 3. 람다 표현식 (0) | 2023.07.21 |
| chaper 2.동적 파라미터화 코드 전달하기 (0) | 2023.07.21 |
