[Java] 자바의 Stream

🔎 Stream

자바 8에서 추가된 스트림(Stream)은 람다를 활용할 수 있는 기술 중 하나입니다.

자바 8 이전에는 배열 또는 컬렉션 인스턴스를 다루는 방법은 for 또는 foreach 문을 돌면서 요소 하나씩을 꺼내서 다루는 방법이었습니다.

간단한 경우라면 상관없지만 로직이 복잡해질수록 코드의 양이 많아져 여러 로직이 섞이게 되고, 메소드를 나눌 경우 루프를 여러 번 도는 경우가 발생합니다.

 

스트림은 '데이터의 흐름' 입니다.

배열 또는 컬렉션 인스턴스에 메소드 여러 개를 조합해서 원하는 결과를 필터링하거나 가공된 결과를 얻을 수 있습니다.

또한 람다(Lambda)를 이용해서 코드의 양을 줄이고 간결하게 표현할 수 있습니다.

즉, 배열과 컬렉션을 함수형으로 처리할 수 있습니다.

 

📌 Iterator와 Stream의 코드 비교

자바 6 이전까지는 ArrayList에서 요소를 순차적으로 처리하기 위해 Iterator라는 반복자를 아래와 같이 사용하였습니다.

ArrayList<Integer> list = new ArrayList<Integer>(Arrays.asList(1, 2, 3));
Iterator<Integer> iter = list.iterator();
while(iter.hasNext()) {
    int num = iter.next();
    System.out.prinln("값: " + num);
}

하지만 자바 8부터 추가된 스트림을 사용하면 훨씬 단순하게 코딩할 수 있습니다.

자바 8 이후에 작성된 코드에서는 람다식으로 기술된 부분에서는 꼭 Stream이 들어가는 부분이 많은데요.

아래에서는 stream() 메소드로 스트림 객체를 얻은 후

foreach() 메소드를 통해 ArrayList에 있는 요소들을 하나씩 출력합니다.

ArrayList<Integer> list = new ArrayList<Integer>(Arrays.asList(1, 2, 3));
list.stream().forEach(num -> System.out.println("값: " + num));

코드가 굉장히 짧아지죠..?

 

❓ 스트림(Stream) 사용법

1. 배열에서의 스트림 활용

// String 배열
String[] strArray = {"홍길동", "이순신", "강감찬"};
Stream<String> strStream = Arrays.stream(strArray);
strStream.forEach(e -> System.out.println(e + ","));

// int 배열
int[] intArray = {1, 2, 3, 4, ,5};
IntStream intStream = Arrays.stream(intArray);
intStream.forEach(e -> System.out.println(e + ","));

 

 

2. ArrayList에서의 스트림 활용

ArrayList 타입에서는 바로 stream()이라는 메소드를 통해 stream 타입으로 바꿔주어 바로 stream의 메소드를 사용할 수도 있습니다.

ArrayList<Integer> datas = new ArrayList<Integer>(Arrays.asList(1, 2, 3, 4, 5));
datas.stream().forEach(e -> System.out.println(e));

 

❓ 스트림(Stream) 대표 메소드

1. forEach() : 값을 하나씩 가져온다

forEach() 메소드를 통해서 ArrayList에 담아두었던 아이템을 하나씩 가져오게 됩니다.

이 아이템을 하나씩 가져온다고 생각하고 아이템을 처리해 주면 됩니다.

ArrayList<Integer> datas = new ArrayList<Integer>(Arrays.asList(10, 20, 30, 40, 50));
datas.stream().forEach(data -> System.out.println(data));

// forEach()는 stream을 생략하고 바로 사용 가능
datas.forEach(data -> System.out.println(data));

 

➕ 클래스의 메소드 참조

자바에서는 클래스를 사용해서 직접 메소드를 참조시켜 메소드를 사용할 수 있습니다.

이때 "::"기호를 사용합니다.

예를 들면

System.out.println -> System.out::println

처럼 사용이 가능합니다.

단순 반복문 출력으로 예시 코드를 작성해 보겠습니다.

ArrayList<Integer> datas = new ArrayList<Integer>(Arrays.asList(1, 2, 3, 4, 5));
datas.forEach(System.out::println);

메소드의 참조는 가져온 값을 바로 이용할 때 사용합니다.

위와 같은 경우에도 forEach를 통해 아이템을 가져오자마자 바로 System.out.println 할 것이었기 때문에 위와 같이 참조형으로 사용이 가능했던 것입니다.

 

이어지는 Stream 메소드 예제에서 계속 사용할 예정이니 참고하시면 좋겠습니다 :)

 

2. map() : 기존 값 조작

forEach()와 같이 아이템을 하나씩 가져오는데 반환을 할 수 있어 값을 조작할 때 자주 사용되는 메소드입니다.

아래 코드는 기존에 있는 값에 2배인 값을 출력하는 예제입니다.

ArrayList<Integer> datas = new ArrayList<Integer>(Arrays.asList(10, 20, 30, 40, 50));
datas.stream().map(data -> data*2).forEach(System.out::println);

 

3. IntStream.range(inclusive, exclusive), IntStream.rangeClosed(inclusive, inclusive) : 범위를 만들어낸다

range() 메소드는 우리가 일일이 for문에 인덱스값을 넣고 돌려서 사용할 것없이

바로 한 줄이면 지정한 범위대로 stream 객체를 만듭니다.

아래 예제는 1~10까지를 ArrayList에 담는 예제입니다.

ArrayList<Integer> datas = new ArrayList<Integer>();
IntStream.rangeClosed(1, 10).forEach(datas::add);

 

4. String.chars() : 문자열은 IntStream으로 변환(아스키코드값으로 들어감)

chars()는 주의해서 써야 하는 것이 문자열에서 char 하나하나를 IntStream으로 리턴하기 때문에

들어가는 값이 char 이더라도 마지막에 다시 강제 형변환을 해줘야 합니다.

String data = "ABC";
System.out.println(data.chars());

출력 결과

다음 예제는 들어온 문자열을 하나하나의 char로 출력하는 예제입니다. (마지막에 강제 형변환을 해야하는 것을 잊지맙시다!)

String data = "ABC";
data.chars().forEach(c -> System.out.println((char)c));

출력결과

 

5. filter() : 조건식이 true일 때만 추출(리턴)

filter() 메소드 안에는 조건식을 작성해서 하나씩 들어오는 값이 조건식에 true일 경우에만 다음으로 넘어갑니다.

조건식에 false인 경우에는 다음으로 넘어가지 못합니다.

다음 예제는 0~9까지의 숫자 중 짝수만을 출력하는 예제입니다.

IntStream.range(0, 10).filter(e -> e%2==0).forEach(System.out::println);

 

6. sorted() : 정렬

sorted() 메소드는 정렬을 해줍니다.

그렇지만 원본을 건드리지 않는다는 점을 꼭 알고 있어야 합니다!

ArrayList<Integer> datas = new ArrayList<Integer>(Arrays.asList(1, 6, 5, 7, 2));
datas.stream().sorted().forEach(System.out::print); // 12567

// 원본을 건드리지 않음
System.out.println(datas); // [1, 6, 5, 7, 2]

 

7. collect() : 결과를 다양한 타입으로 리턴해준다

여러 가지 예제가 있겠지만, 아래 예제는 시, 분, 초가 ArrayList로 주어졌을 때 이 아이템들을 조합해서 시:분:초 문자열로 만드는 예제입니다.

ArrayList<Integer> datas = new ArrayList<Integer>(Arrays.asList(10:30:15));
System.out.println(datas.stream().map(String::valueOf).collect(Collectors.joining(":"))); // 10:30:15

➕ String.valueOf() : 들어오는 객체를 String 객체로 변환하는 역할을 합니다.