Functional Interface

자바에서 제공되는 표준 API 에서 한 개의 추상메서드를 가지는 인터페이스들은 모두 람다식을 이용하여 익명 구현 객체로 표현이 가능하다.
예를 들면 스레드 작업을 정의하는 Runnable 인터페이스는 매개변수와 리턴값이 없는 run() 메서드만 조재하기 때문에 다름과 같이 람다식을 이용한 Runnable 인스턴스를 생성시킬수 있다.

public static void main(String[] args) {
  Runnable runnable = () -> {
    for (int i = 0; i < 10; ++i) {
      System.out.println(i);
    }
  };

  Thread thread = new Thread(runnable);
  thread.start();
}

`@FunctionalInterface`

모든 인터페이스를 람다식의 타겟 타입으로 사용할 수 없다.

람다식이 하나의 메소드를 정의하기 때문에 두개 이상의 추상메서드가 선언된 인터페이스는 람다식을 이용하애 구현 객체를 생성할 수 없다.

하나의 abstract method 만이 선언 된 인터페이스 만이 lamda 식의 Target Type 이 될 수 있다.

FunctionalInterface 를 작성할 때 @FunctionalInterface 어노테이션을 붙여주면 명시적으로 FunctionalInterface 이라는 것을 알수 있으며 또한 두개이상의 추상 메서드가 선언되지 않도록 컴파일러가 체크 를 한다.

아래와 같이 두개 이상의 메서드를 선언한 FunctionalInterface 은 컴파일 에러가 난다.

@FunctionalInterface
public interface MyFunctionalInterface {
    public void method();
    public void otherMethod(); // Compile Error
}

아래와 같이 간단히 만들어 사용가능하다.

매개변수가 있는 함수형 인터페이스

@FunctionalInterface
public interface MyFuncInterface {
  public int method(int x, int y);
}

public static void main(String[] args) {
  MyFuncInterface func = (x, y) => {
    return x + y;
  };

  int result = func(3, 5);

  System.out.println(result);
}

참고자료

https://palpit.tistory.com/671

Java SE 8 부터는 빈번하게 사용되는 함수적 인터페이스 (Functional Interface) 는 java.util.function 표준 API 패키지로 제공합니다.
이 패키지에서 제공하는 함수적 인터페이스의 목적은 메서드 또는 생성자의 매개타입으로 사용되어 람다식을 대입 할 수 있도록 하기 위해서 이다.

java.util.function 패키지의 함수적 인터페이스는 크게 Consumer Supplier Function Operator Predicate 로 구분된다.

Consumer

Consumer 인터페이스의 특징은 리턴값이 없는 accept() 메서드를 가지고 있다.
accept() 메서드는 매개값을 소비하는 역활만 한다.

Interface Name	Abstract Method	Description
`Consumer<T>`	void accept(T t)	객체 `T` 를 받아와 소비
`BiConsumer<T, U>`	void accept(T t, U u)	객체 `T` 와 `U` 를 받아 소비
`DoubleConsumer`	void accpet(double value)	`double` 값을 받아 소비
`IntConsumer`	void accept(int value)	`int` 값을 받아 소비
`LongConsumer`	void accept(long value)	`long` 값을 받아 소비
`ObjDoubleConsumer<T>`	void accpet(T t, double value)	객체 `T` 와 `double` 값을 받아 소비
`ObjIntConsumer<T>`	void accept(T t, int value)	객체 `T` 와 `int` 값을 받아 소비
`ObjLongConsumer<T>`	void accept(T t, long value)	객체 `T` 와 `long` 값을 받아 소비

Consumer<T> 인터페이스를 타겟 타입으로 하는 람다식은 다음과 같이 작성할 수 있다.

Consumer<String> consumer = t -> {
  /* t 를 소비하는 실행구문 */
};

위 구문을 이용한 예제는 다음과 같다.

public static void main(String[] args) {
  Consumer<String> consumer = t -> System.out.println(t + "8");
  consumer.accept("Java SE ");

  BiConsumer<String, String> biConsumer = (t, u) -> System.out.println(t + u);
  biConsumer.accept("Java SE ", "8");

  DoubleConsumer doubleConsumer = d -> System.out.println("Java SE " + d);
  doubleConsumer.accept(8.0);

  ObjIntConsumer<String> objIntConsumer = (t, i) -> System.out.println(t + i);
  objIntConsumer.accept("Java SE ", 8);
}

Java SE 8
Java SE 8
Java SE 8.0
Java SE 8

forEach() 를 이용한 Consumer 인터페이스의 소비 방법이다.

소비자의 관점으로 forEach(Consumer<? super T> action) 로 사용한다.

import java.util.ArrayList;
import java.util.List;
import java.util.function.Consumer;

public class ForEach {
  public static void main(String[] args) {
    List<Person> list = new ArrayList<>();
    list.add(new Persion(1, "KIM"));
    list.add(new Persion(2, "LEE"));
    list.add(new Persion(3, "PARK"));

    Consumer<Person> style = (Person p) -> System.out.println("id: " + p.getPid() + ", Name: " + p.getName());

    list.forEach(style);
  }
}

public class Person {
  private int pid;
  private String name;
  public Person() {}
  public Person(int pid, String name){
    this.pid = pid;
    this.name = name;
  }
  public int getPid() {
    return pid;
  }
  public void setPid(int pid) {
    this.pid = pid;
  }
  public String getName() {
    return name;
  }
  public void setName(String name) {
    this.name = name;
  }
}

id:1, Name:KIM
id:2, Name:LEE
id:3, Name:PARK

또한 정렬 알고리즘을 이용한 생산자 관점에서 사용하는 메서드이다. (sort(Comparator<? super E> c))

import java.util.ArrayList;
import java.util.List;
import java.util.function.Consumer;

public class ForEach {
  public static void main(String[] args) {
    List<Person> list = new ArrayList<>();
    list.add(new Persion(1, "KIM"));
    list.add(new Persion(2, "LEE"));
    list.add(new Persion(3, "PARK"));

    Consumer<Person> style = (Person p) -> System.out.println("id: " + p.getPid() + ", Name: " + p.getName());

    list.sort(new PersonComparatorByName());

    list.forEach(style);
  }
}

import java.util.Comparator;
public class PersonComparatorByName implements Comparator<Person> {
    @Override
    public int compare(Person p1, Person p2) {
        return p1.getName().compareTo(p2.getName());
    }
}

// 오름차순 정렬
id:1, Name:KIM
id:2, Name:LEE
id:3, Name:PARK

Supplier

Supplier 인터페이스의 특징은 매개변수가 없고 리턴값이 있다.
get 으로 시작하는 이름의 메서드를 가지고 있으며 이 메서드는 실행한 후 호출한 곳으로 데이터를 리턴하는 역활을 한다.

리턴 타입에 따른 Supplier 인터페이스들이 있다.

Interface Name	Abstract Method	Description
`Supplier<T>`	T get()	`T` 객체를 리턴
`BooleanSupplier`	Boolean getAsBoolean()	`Boolean` 값을 리턴
`DoubleSupplier`	double getAsDouble()	`double` 값을 리턴
`IntSupplier`	int getAsInt()	`int` 값을 리턴
`LongSupplier`	long getAsLong()	`long` 값을 리턴

Supplier<T> 인터페이스를 타겟 타입으로 하는 람다식은 다음과 같이 작성할 수 있다.

IntSupplier supplier = () -> {
  /* statement */
  return int_value;
}

다음 예제는 주사위의 숫자를 랜덤하게 공급하는 IntSupplier 인터페이스를 타겟으로 하는 람다식이다.

public static void main(String[] args) {
  IntSupplier intSupplier = () -> {
    int num = (int) (Math.random() * 6) + 1;

    return num;
  }

  int num = intSupplier.getAsInt();
  System.out.println("눈의 수 : " + num);
}

Function

Function 인터페이스의 특징은 매개값이 리턴값이 있는 apply 로 시작하는 메서드를 가지고 있다.
이 메서드들은 매개값을 리턴값으로 매핑하는 역활을 합니다.

매개변수와 리턴 타입에 따라 아래와 같은 Function 인터페이스가 잇다.

Interface Name	Abstract Method	Description
`Function<T, R>`	R apply(T t)	객체 `T` 를 객체 `R` 로 매핑
`BiFunction<T, U, R>`	R apply(T t, U u)	객체 `T` 와 `U` 를 객체 `R` 로 매핑
`DoubleFunction<R>`	R apply(double value)	`double` 을 객체 `R` 로 매핑
`IntFunction<R>`	R apply(int value)	`int` 을 객체 `R` 매핑
`IntToDoubleFunction`	double applyAsDouble(int value)	`int` 을 `double` 로 매핑
`IntToLongFunction`	long applyAsLong(int value)	`int` 을 `long` 으로 매핑
`LongToDoubleFunction`	double applyAsDouble(long value)	`long` 을 `double` 로 매핑
`LongToIntFunction`	ins applyAsInt(long value)	`long` 을 `int` 로 매핑
`ToDoubleBiFunction<T, U>`	double applyAsDouble(T t, U u)	객체 `T` 와 `U` 를 `double` 로 매핑
`ToDoubleFunction<T>`	double applyAsDouble(T value)	객체 `T` 를 `double` 로 매핑
`ToIntBiFunction<T, U>`	int applyAsDouble(T t, U u)	객체 `T` 와 `U` 를 `int` 로 매핑
`ToIntFunction<T>`	int applyAsDouble(T value)	객체 `T` 를 `int` 로 매핑
`ToLongBiFunction<T, U>`	long applyAsDouble(T t, U u)	객체 `T` 와 `U` 를 `long` 로 매핑
`ToLongFunction<T>`	long applyAsDouble(T value)	객체 `T` 를 `long` 로 매핑

Function<T, R> 인터페이스를 타겟 타입으로 하는 람다식은 다음과 같이 작성 가능합니다.

Function<Student, String> function = t -> { return t.getName(); };

Function<Student, String> function = t -> return t.getName();

아래 예제는 List 에 저장된 Student 객체를 하나씩 꺼내서 평균점수를 출력한다.

class Student {
  private String name;
  private int englishScore;
  private int mathScore;

  public Student(String name, int englishScore, int mathScore) {
      super();
      this.name = name;
      this.englishScore = englishScore;
      this.mathScore = mathScore;
  }

  public String getName() {
      return name;
  }

  public void setName(String name) {
      this.name = name;
  }

  public int getEnglishScore() {
      return englishScore;
  }

  public void setEnglishScore(int englishScore) {
      this.englishScore = englishScore;
  }

  public int getMathScore() {
      return mathScore;
  }

  public void setMathScore(int mathScore) {
    this.mathScore = mathScore;
  }
}

private static List<Student> lint = Arrays.asList(
  new Student("Jolie", 100, 89),
  new Student("Martin", 77, 94),
  new Student("Pierre", 49, 100),
  new Student("Paul", 80, 78)
);

public static double avg(ToIntFunction<Student> function) {
  int sum = 0;

  for (Student std : list ) {
    sum += function.applyAsInt(std);
  }

  double avg = (double) sum / list.size();

  return avg;
}

public static void main(String[] args) {
  double englishAvg = avg(s -> s.getEnglishScore());
  System.out.println("영어 평균 점수 : " + englishAvg);

  double mathAvg = avg(s -> s.getMathScore());
  System.out.println("수학 평균 점수 : " + mathAvg);
}

영어 평균 점수 : 76.5
수학 평균 점수 : 90.25

Operator

Operator 인터페이스는 Function 과 동일하게 매개변수와 리턴값이 있는 apply 이름으로 시작하는 메서드를 가지고 있다.

Interface Name	Abstract Method	Description
`BinaryOperator<T>`	`BiFunction<T, U, R>` 의 하위 인터페이스	`T` 와 `U` 를 연산 후 `R` 을 리턴
`UnaryOperator<T>`	`Function<T, R>` 의 하위 인터페이스	`T` 를 연산한 후 R 을 리턴
`DoubleBinaryOperator`	double applyAsDouble(double, double)	두개의 `double` 을 연산
`DoubleUnaryOperator`	double applyAsDouble(double)	한개의 `double` 을 연산
`IntBinaryOperator`	int applyAsInt(int, int)	두개의 `int` 을 연산
`IntUnaryOperator`	int applyAsInt(int)	한개의 `int` 를 연산
`LongBinaryOperator`	long applyAsLong(long, long)	두 개의 `long` 을 연산
`LongUnaryOperator`	long applyAsLong(long)	한 개의 `long` 을 연산

다음은 int[] 배열의 최대값과 최소값을 얻습니다.

private static int[] scores = {100, 92, 81, 78, 88, 96, 55, 94};

public static int compareNum(IntBinaryOperator operator) {
  int result = scores[0];

  for (int score : scores) {
    result = operator.applyAsInt(result, score);
  }

  return result;
}

public static void main(String[] args) {
  int max = compareNum((a, b) -> (a >= b ? a : b));
  System.out.println("최대값 : " + max);

  int min = compareNum((a, b) -> (a <= b ? a : b));
  System.out.println("최솟값 : " + min);
}

다음은 replaceAll(UnaryOperator operator) 을 이용한 문자열을 concatenate 연산 과정이다.

import java.util.ArrayList;
import java.util.List;
import java.util.function.Consumer;

public class ForEach {
  public static void main(String[] args) {
    List<Person> list = new ArrayList<>();
    list.add(new Persion(1, "KIM"));
    list.add(new Persion(2, "LEE"));
    list.add(new Persion(3, "PARK"));

    Consumer<Person> style = (Person p) -> System.out.println("id: " + p.getPid() + ", Name: " + p.getName());

    UnaryOperator<Person> unaryOpt = pn -> pn.getName(pn.getName().concat(" -God"));
    list.replaceAll(unaryOpt);

    list.forEach(style);
  }
}

id:1, Name:KIM -God
id:2, Name:LEE -God
id:3, Name:PARK -God

Predicate

Predicate 인터페이스는 매개변수와 boolean 리턴값이 있으며 test 로 시작하는 메서드 명을 가지고 있다.
이 메서드는 매개값을 조사해서 true 혹은 false 을 리턴하는 역활을 한다.

매개변수타입과 수에 따라서 아래와 같은 Predicate 함수 인터페이스를 가지고 있다.

Interface Name	Abstract Method	Description
`Predicate<T>`	Boolean test(T t)	객체 `T` 를 조사
`BiPredicate<T, U>`	Boolean test(T t, U u)	객체 `T` 와 `U` 를 조사
`DoublePredicate`	Boolean test(double value)	`double` 값을 조사
`IntPredicate`	Boolean test(int value)	`int` 값을 조사
`LongPredicate`	Boolean test(long value)	`long` 값을 조사

다음은 removeIf() 을 이용한 값을 리스트를 제거하는 소비자의 코드이다. (removeIf(Predicate<? super E> filter))

import java.util.ArrayList;
import java.util.List;
import java.util.function.Consumer;

public class ForEach {
  public static void main(String[] args) {
    List<Person> list = new ArrayList<>();
    list.add(new Persion(1, "KIM"));
    list.add(new Persion(2, "LEE"));
    list.add(new Persion(3, "PARK"));

    Consumer<Person> style = (Person p) -> System.out.println("id: " + p.getPid() + ", Name: " + p.getName());

    int pid = 2;
    Predicate<Person> predicate = p -> p.getPid() == pid;

    list.removeIf(predicate);

    list.forEach(style);
  }
}

id:1, Name:KIM
id:3, Name:PARK

참고자료

https://palpit.tistory.com/673 https://www.concretepage.com/java/jdk-8/java-8-list-example-with-foreach-removeif-replaceall-and-sort

`andThen()` 과 `compose()` 의 디폴트 메서드

andThen() 과 compose() 메서드는 두개의 Functional Interface 를 순차적으로 연결하고 첫번째 처리 결과를 두번째 매개값으로 전달하여 최종 결과값을 얻을때 사용한다.

andThen() 과 compose() 메서드는 처리순서에 따라 다르다.

InterfaceAB = InterfaceA.compose(Interface B)
Output = InterfaceAB.method()

InterfaceAB = InterfaceA.compose(Interface B)
Output = InterfaceAB.method()

Types	Functional Interface	andThen()	compose()
Consumer	`Consumer<T>`	O
	`BiConsumer<T, U>`	O
	`DoubleConsumer`	O
	`IntConsumer`	O
	`LongConsumer`	O
Function	`Function<T, R>`	O	O
	`BiFunction<T, U, R>`	O
Operator	`BinaryOperator<T>`	O
	DoubleUnaryOperator	O	O
	IntUnaryOperator	O	O
	LongUnaryOperator	O	O

`and()` `or()` `negate()` 디폴트 메소드와 `isEqual()` 정적 메소드

두 개 이상의 Predicate 연산을 생성합니다.

public static void main(String[] args) {
  IntPredicate predicateA = a -> a % 2 == 0;
  IntPredicate predicateB = b -> b % 3 == 0;

  boolean result;
  IntPredicate predicateAB = predicateA.and(predicateB);
  result = predicateAB.test(9);
  System.out.println("9는 2와 3의 배수입니까? : " + result);

  predicateAB = predicateA.or(predicateB);
  result = predicateAB.test(9);
  System.out.println("9는 2또는 3의 배수입니까? : " + result);

  predicateAB = predicateA.negate();
  result = predicateAB.test(9);
  System.out.println("9는 홀수입니까? : " + result);
}

다음은 isEquals() 를 이용한 문자열 비교이다.

public static void main(String[] args) {
  Predicate<String> predicate;

  predicate = Predicate.isEqual(null);
  System.out.println("null, null: " + predicate.test(null));

  predicate = Predicate.isEqual("Java");
  System.out.println("Java, null: " + predicate.test(null));

  predicate = Predicate.isEqual(null);
  System.out.println("null, Java: " + predicate.test("Java"));

  predicate = Predicate.isEqual("Java");
  System.out.println("Java, Java: " + predicate.test("Java"));
}

null, null: true
Java, null: false
null, Java: false
Java, Java: true

참고자료

https://palpit.tistory.com/674

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# Functional Interface