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

@Hudi· March 05, 2022 · 6 min read

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

인터페이스 이름 설명 추상 메소드
Consumer 객체 T를 받아 소비한다. void accept(T t)
BiConsumer<T, U> 객체 T와 U 두가지를 받아 소비한다. void accept(T t, U u)
DoubleConsumer double 값을 받아 소비한다. void accept(double value)
IntConsumer int 값을 받아 소비한다. void accept(int value)
LongConsumer long 값을 받아 소비한다. void accept(long value)
ObjDoubleConsumer 객체 T와 double 을 받아 소비한다. void accept(T t, double value)
ObjIntConsumer 객체 T와 int 를 받아 소비한다. void accept(T t, int value)
ObjLongConsumer 객체 T와 long 을 받아 소비한다. void accept(T t, long value)

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 MapforEach 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

인터페이스 이름 설명 추상 메소드
Supplier T 객체를 반환한다. T get()
BooleanSupplier boolean 값을 반환한다. boolean getAsBoolean()
DoubleSupplier double 값을 반환한다. double getAsDouble()
IntSupplier int 값을 반환한다. int getAsInt()
LongSupplier long 값을 반환한다. long getAsLong()

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

인터페이스 이름 설명 추상 메소드
Function<T, R> 객체 T를 객체 R로 매핑한다. R apply(T t)
BiFunction<T, U, R> 객체 T와 U를 객체 R로 매핑한다. R apply(T t, U u)
DoubleFunction double 값을 객체 R로 매핑한다. R apply(double value)
IntFunction int 값을 객체 R로 매핑한다. R apply(int value)
IntToDoubleFunction int 값을 double 값으로 매핑한다. double applyAsDouble(int value)
IntToLongFunction int 값을 long 값으로 매핑한다. long applyAsLong(int value)
LongToDoubleFunction long 값을 double 값으로 매핑한다. double applyAsDouble(long value)
LongToIntFunction long 값을 int 값으로 매핑한다. int applyAsInt(long value)
ToDoubleBiFunction<T, U> 객체 T와 U를 double 값으로 매핑한다. double applyAsDouble(T t, U u)
ToDoubleFunction 객체 T를 double 값으로 매핑한다. double applyAsDouble(T t)
ToIntBiFunction<T, U> 객체 T와 U를 int 값으로 매핑한다. int applyAsInt(T t, U u)
ToIntFunction 객체 T를 int 값으로 매핑한다. int applyAsInt(T t)
ToLongBiFunction<T, U> 객체 T와 U를 long 값으로 매핑한다. long applyAsLong(T t, U u)
ToLongFunction 객체 T를 long 값으로 매핑한다. long applyAsLong(T t)

용례

IntStreammapToObj 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

인터페이스 이름 설명 추상 메소드
BinaryOperator 객체 T와 T를 연산 후 객체 T를 반환한다. T apply(T t, T t)
UnaryOperator 객체 T를 연산 후 T를 반환한다. T apply(T t)
DoubleBinaryOperator 두개의 double 을 연산 후 double 을 반환한다. double applyAsDouble(double, double)
DoubleUnaryOperator 한개의 double 을 연산 후 double 을 반환한다. double applysDouble(double, double)
IntBinaryOperator 두개의 int 를 연산 후 int 을 반환한다. int applyAsInt(int, int)
IntUnaryOperator 한개의 int 를 연산 후 int 을 반환한다. int applyAsInt(int)
LongBinaryOperator 두개의 long 을 연산 후 long 을 반환한다. long applyAsLong(long, long)
LongUnaryOperator 한개의 long 을 연산 후 long 을 반환한다. long applyAsLong(long)

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

인터페이스 이름 설명 추상 메소드
Predicate 객체 T를 조사 후 boolean 값을 반환한다. boolean test(T t)
BiPredicate<T, U> 객체 T와 U를 비교 조사 후 boolean 값을 반환한다. boolean test(T t, U u)
DoublePredicate double 값을 조사 후 boolean 값을 반환한다. boolean test(double value)
IntPredicate int 값을 조사 후 boolean 값을 반환한다. boolean test(int value)
LongPredicate long 값을 조사 후 boolean 값을 반환한다. boolean test(long value)

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 andThencompose 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.

@Hudi
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