자바 8 표준 API의 함수형 인터페이스 (Consumer, Supplier, Function, Operator, Predicate)

이 글은 이것이 자바다의 내용을 참고하여 작성되었다.

학습 동기

우테코 미션 중, 특히 Stream 을 사용하면서 매개변수에 낯선 타입을 전달 받는 메소드를 많이 마주치게 되었다. 추후 알아보니 대부분이 자바 8의 표준 API 에서 제공하는 함수형 인터페이스들이었다. 공부해보니 정말 별것이 아니었다는 것을 알게되었다. 그 내용을 정리해본다.

자바 8이 제공하는 함수형 인터페이스

자바 8버전부터 빈번하게 사용되는 함수형 인터페이스를 java.util.function 표준 API 패키지로 제공한다고 한다. 제공되는 함수형 인터페이스는 크게 5가지로 Consumer, Supplier, Function, Operator, Predicate 이다. 각 인터페이스는 또 여러개의 인터페이스로 나뉜다.

두개의 매개변수를 받는 인터페이스라면 Bi 라는 접두사, 정수 타입을 매개변수로 전달받는 인터페이스라면 Int 라는 접두사가 혹은 실수 타입을 반환하는 인터페이스라면 AsDouble 과 같은 접미사가 달려있는 등 일정한 네이밍 규칙이 존재한다. 각 인터페이스의 특징과 세부 종류를 알아보도록 하자.

Consumer 계열

매개값은 있고, 반환값은 없다. 매개값을 전달받아 사용하고 아무것도 반환하지 않을 때 사용된다. 이를 소비 (Consume) 한다고 표현한다. accept 추상 메소드를 가지고 있다.

종류

용례

대표적으로 Stream 의 forEach 메소드의 매개변수 타입이 Consumer 이다.

List<Integer> numbers = List.of(1, 2, 3, 4, 5, 6);
numbers.stream().forEach(number -> System.out.println(number));
// Consumer 전달됨

매개값으로 number 를 받고 람다 표현식 내부에서 사용되기만 할 뿐 아무것도 반환하지 않는 것을 확인할 수 있다.

또한 Map 의 forEach 메소드는 BiConsumer 타입을 매개변수로 받는다.

Map<String, Integer> map = Map.of("hudi", 25, "baby", 1);
map.forEach((name, number) -> System.out.println(name + "는 " + number + "살"));
// BiConsumer 전달됨

위와 같이 첫번째 매개변수는 Map 의 key 를, 두번째 매개변수는 Map 의 value 를 전달받는다.

Supplier 계열

매개값은 없고, 반환값은 있다. 실행 후 호출한 곳으로 데이터를 공급 (Supply) 한다. getXXX 추상 메소드를 가지고 있다.

종류

용례

Stream 의 generate 는 매개변수로 Supplier 타입을 받아 해당 get 메소드의 반환값으로 무한한 Stream 을 생성한다.

Stream.generate(() -> "Infinite Stream!") // Supplier 전달됨
        .limit(5)
        .forEach(System.out::println);

Function 계열

매개값도 있고, 리턴값도 있다. 주로 매개값을 반환값으로 매핑할 때 즉, 타입 변환이 목적일 때 사용한다. applyXXX 추상 메소드를 갖고 있다.

종류

용례

IntStream 의 mapToObj 는 정수를 객체로 매핑하는 메소드이다. 이 메소드는 인자로 IntFunction 타입을 전달받는다.

List<Number> numbers = IntStream.rangeClosed(0, 10)
        .mapToObj(number -> new Number(number)) // IntFunction 전달됨
        .collect(Collectors.toList());

Operator 계열

Function 과 마찬가지로, 매개값도 있고, 반환값도 있다. 주로 매개값을 연산 (Operation) 하여 결과를 반환할 때 사용된다. Function 과 마찬가지로 applyXXX 추상 메소드를 가지고 있다.

종류

용례

Stream 의 여러 오버로드된 reduce 메소드 중 하나는 매개변수로 BinaryOperator 를 전달받는다. 아래는 BinaryOperator 를 활용하여 컬렉션의 모든 수를 더하는 예시이다.

List<Integer> numbers = List.of(1, 2, 3, 4, 5, 6);
Integer sum = numbers.stream()
        .reduce((acc, cur) -> acc + cur) // BinaryOperator 전달됨
        .get();

Predicate 계열

매개값은 있고, 반환 타입은 boolean 이다. 매개값을 받아 검사하고 true 혹은 false 를 반환할 때 사용된다. test 추상 메소드를 가지고 있다.

종류

용례

Stream 의 allMatch 메소드는 매개변수로 Predicate 타입을 전달받아, 컬렉션의 모든 요소가 주어진 조건에 모두 일치하면 true 를 반환한다.

List<Integer> numbers = List.of(10, 20, 25, 15, 30, 35);
boolean allMatched = numbers.stream()
        .allMatch(number -> number > 5);

마치며

Consumer, Function, Operator 계열은 andThen 과 compose 라는 디폴트 메소드를 가지고 있다고 한다. 또한 Predicate 계열은 and, or, negate 라는 디폴트 메소드, 그리고 isEqual 이라는 정적 메소드를 가지고 있다고 한다. 이 부분은 아직 공부하지 않았으므로 추후 공부하게 되면 추가 포스팅을 작성하도록 한다.