자바 심화과정 - 람다, 스트림

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lambda
stream
LocalDateTime
Optional (orElse, orElseGet)

람다 표현식

함수형 프로그래밍 문법적 표현방식 기법 JDK 1.8 Ver 이상부터 사용할 수 있움

기존 자바 문법 vs 람다식 문법 비교

//기존 자바문법
Runnable runable = new Runnable(){
	@Override
	public void run(){
		System.out.println("run 호출");
		
	}

}
runable.run();

//람다식 자바 문법
Runnalble runnable =() -> System.out.println("run 호출");
runnable.run();

6줄의 기존 자바 코드에서 람다식으로는 1줄로 바뀌게 되면서 동일한 기능을 구현할 수 있는 것이다.

//함수형 인터페이스라하며,1개의 추상 메소드를 갖고 있는 인터페이스를 뜻함. 1개이상 선언하면 안됨 오류남.
//이걸쓰는 이유는 자바에서의 람다식은 함수형 인터페이스로만 접근이가능하기 때문임.
@FunctionalInterface

람다식 기본구조 다양한 생략기법

람다식 매개인자의 자료형은 생략가능
람다식 매개인자가 한개인 경우 매개인자를 감싸는 소괄호 생략가능.
람다식의 함수몸체에 실행문이 한개일 경우 함수 몸체를 감싸는 중괄호 생략가능
람다식의 함수몸체에 실행문이 한개고, 그 실행문이 return문일 경우 함수몸체를 감싸는 중괄호와 return을 생략할수 있음.

(타입 매개변수) -> {실행문;};
//소괄호에는 구현한 함수의 인자, 중괄호는 구현할 함수 몸체

InterfaceA1 a1 = (int a) -> {System.out.println("a:"+a);};
//매개 인자 자료형 생략
InterfaceA1 a2 = (a) -> {System.out.println("a:"+a);};

InterfaceB1 b1 = (int a, int b) -> {System.out.println("a+b:"+(a+b));};
//매개인자 자료형 생략
InterfaceB1 b2 = (a, b) -> {System.out.println("a+b:"+(a+b));};

//매개인자가 하나뿐이라 소괄호 생략
InterfaceA1 a3 = a -> {System.out.println("a:"+a);};
//함수의 실행문이 한개라 중괄호를 생략
InterfaceA1 a4 = a -> System.out.println("a:"+a);

InterfaceA1 t3 = a -> {return "a:"+ String.valueOf(a);};
//함수의 실행문이 한개이며, 리턴문만 있을 경우 중괄호와 더불어 return문도 생략이 가능하다.
InterfaceA1 t4 = a -> "a:"+ String.valueOf(a);

//매개인자 없는 경우에는 빈 소괄호를 사용해야 한다.
InterfaceA1 a2 = () -> {System.out.println("인자가 없는 함수 구현");};

자주 쓰이는 인터페이스 종류

function
Consumer 어떤 타입의 파라미터로 받는다. 리턴은 없음.
Predicate 어떤 타입의 파라미터로 받는 다. 리턴은 Boolean타입.
Supplier 어떤 타입으로 리턴함. 파라미터는 없음.

//람다식은 Object 타입으로 형변환 불가함. 굳이 하려면 먼저 함수형 인터페이스로 변환해야함.
Object obj = (Object) (() -> {});//에러발생
Object obj = (Object) (MyFunction) (() -> {}) //사용가능;
Object obj = ( (Object)  (MyFunction) (() -> {}).toString(); //사용가능



//2개의 값을 비교해서  어떤 값이 더큰 값인지 구하는 compareTo라는 메소드를 가지고 
public interface Compare{
	public int compareTo(int value1, int value2);
}


public class CompareExam{
	//클래스 내부 선언 값
	public static void exec(Compara compara){
		int k=10; 
		int m=20;
		int value = compara.compareTo(k,m); //두 값을 비교하기위해  compareTo 함수에 돌려
		System.out.println(value);
		
	}
		
	public static void main(String[] args){
		exec ((i,j) -> { return i - j;});
	}
	
}

//람다의 장단점

/* 장점
 * 1. 코드를 간결하게 만들 수 있음.
 * 2. 코드가 간결하고 식에 개발자의 의도가 명확히 들어나게됨 가독성 향상
 * 3. 함수를 별도로 만들지 않고 한번에 처리
 * 4. 병렬프로그래밍 용이
 * 
 * 
 * 단점
 * 1. 람다를 사용하면서 만드는 무명함수 재사용 불가
 * 2. 디버깅이 어려움
 * 3. 남발시 코드가 지저분
 * 4. 재귀로 만들경우 부적합
 * */


//람다는 메소드를 하나의 식으로 표현한 것 
//익명메소드(함수) 생성 문법이라 보면된다. 메소드 자체로 혼자선언해서 쓸수 없으며, 무조건 Class 구성멤버로 선언해야됨.

예제 케이스

//인터페이스 내 1개의 메서드 정의했다는 어노테이션 선언 람다식 쓸수있는시작
@FunctionalInterface
public interface MyFunction2 {

	void myMethod();
}


public class FunctionLambda2 {

	public static void main(String[] args) {
		
		//기존 자바문법 -> 람다식문법 비교
		//MyFunction f = (MyFunction2) (() -> {});와 동일. 
		MyFunction2 f = ()->{};
		
		//Object obj = (Object) (MyFunction2) (() ->{});와 동일 (Object) 생략
		Object obj = (MyFunction2) (() -> {});
		
		//String str = ((Object) (MyFunction2) (() -> {})).toString();
		String str = ((MyFunction2) (()->{})).toString();
		
		System.out.println(f);
		System.out.println(obj);
		System.out.println(str);
		
		//에러케이스. 람다식은 Object 타입으로 형변환 안됨
		//System.out.println(() -> {});
		
		//OK케이스
		System.out.println((MyFunction2) (()->{}));
		
		//에러케이스
		//System.out.println((MyFunction2) (()->{}).toString());
		
		//OK케이스
		System.out.println(((MyFunction2) (()->{})).toString());
	}
}

스트림 api

스트림이란? - 데이터 처리 연산을 지원하도록 소스에서 추출된 연속된 요소 데이터 컬렉션 반복을 멋지게 처리하는 기능, 스트림 사용 시 멀티스레드 코드를 구현하지 않아도 데이터를 투명하게 병렬처리할 수 있음.

tip : Collection(컬렉션) 자바에서 ‘목록성 데이터를 처리하는 자료구조’를 통칭한다 Collection 객체는 여러 원소들을 담을 수 있는 자료구조를 뜻한다 배열이 가장 기본적인 자료구조이며, DTO 또한 자료를 담는 하나의 방식이라고 볼 수 있다. 자바에서의 자료구조 유형은 다음과 같다.

순서가 있는 목록인 List형
순서가 중요하지 않은 목록인 Set형
먼저 들어온 것이 먼저 나가는 Queue형
KEY-VALUE의 형태로 저장되는 Map형

스트림 api 요약

선언형:간결하고 가독성이 좋아짐.
조립할수있음: 유연성이 좋아짐.
병렬화: 성능이 좋아짐.

스트림 API 특징 스트림은 외부 반복을 통해 작업하는 컬렉션과는 다르게 내부 반복을 통해 작업을 수행합니다. 스트림은 단 한번만 사용할 수 있습니다. (= 재사용이 불가능합니다.) 스트림은 원본 데이터를 변경하지 않습니다. 스트림의 연산은 필터-맵(filter-map) 기반의 API를 사용하여 lazy 연산을 통해 성능을 최적화합니다. 스트림은 parallelStream() 메소드를 통해 간단한 병렬처리를 지원합니다.

연속된 요소 filter, sorted, map 표현 계산식이 주를 이룸. 컬렉션의 주제는 데이터이며, 스트림의 주제는 계산이다.

소스 컬렉션, 배열, I/O자원 등의 데이터 제공 소스로부터 데이터를 소비한다. 정렬된 컬렉션으로 스트림을 생성하면 정렬이 그대로 유지됨.

// 정수형 배열에서 스트림 생성
Integer[] arr1 = new Integer[] {1, 5, 11, 13, 20, 52};
Stream stream1 = Arrays.stream(arr1);
stream1.map(i -> i * 2);
stream1.filter(i -> i % 2 == 0);			// 재사용이 불가능하기 때문에 에러 발생!
 
 
// 정수형 배열에서 스트림 생성
Integer[] arr2 = new Integer[] {1, 5, 11, 13, 20, 52};
Stream stream2;
stream2 = Arrays.stream(arr2)
                .filter(i -> i % 2 != 0)	// {1, 5, 11, 13}
                .map(i -> i * 2);			// {2, 10, 22, 26}

java.time 패키지

LocalDate today = LocalDate.now();
System.out.println("올해는" + today.getYear() + "년입니다.");
 
LocalDate otherDay = today.withYear(1982);
System.out.println("올해는" + otherDay.getYear() + "년입니다.");
	

자바 8버전 날짜 및 시간 정보

@RestController
public class TestController {
	
	private static final String TIME_SERVER = "pool.ntp.org";
	
	
	@GetMapping("/t") //자바 8버전 날짜 데이터 가공처리 테스트 코드 
	public String testTime() {
		
		NTPUDPClient timeClient = new NTPUDPClient();
		timeClient.setDefaultTimeout(1000);
		
		try {
			timeClient.open();
			InetAddress address = InetAddress.getByName(TIME_SERVER);
			TimeInfo timeInfo = timeClient.getTime(address);
			long returnTime = timeInfo.getMessage().getTransmitTimeStamp().getTime(); //서버의 시간을 가져옴
			Date date = new Date(returnTime);
			LocalDateTime localDateTime = date.toInstant().atZone(ZoneId.systemDefault()).toLocalDateTime();
			System.out.println("TimeServer:"+localDateTime); //Naver 시계와 동일
			System.out.println("Local PC : "+ LocalDateTime.now());
			
			LocalTime startTime = LocalTime.now();
			LocalTime entTime = LocalTime.of(20, 16, 59);
			Duration duration = Duration.between(startTime, entTime);
			System.out.println(duration.getSeconds());
			System.out.println(duration.getNano());
			LocalDateTime now = LocalDateTime.now();//로컬데이트타임의 양식 정보
			System.out.println(now);
			
			DateTimeFormatter dateTimeFormatter = DateTimeFormatter.ofPattern("yyyy년 M월 d일 a h시 m분");
			System.out.println(dateTimeFormatter);
			
			
		} catch(SocketException e) {
			e.printStackTrace();
		}catch(UnknownHostException e) {
			e.printStackTrace();
		}catch(IOException e) {
			e.printStackTrace();
		}
		return "test end";
		
	}
	
	
	@GetMapping("/lambda")
	public String testLambda() {
		
		
		return "Lambda Test End";
	}
	
	
	
	

}

Optional 개념

Java8에서는 Optional 클래스를 사용해 NPE를 방지할 수 있도록 도와준다. Optional는 null이 올 수 있는 값을 감싸는 Wrapper 클래스로, 참조하더라도 NPE가 발생하지 않도록 도와준다. Optional 클래스는 아래와 같은 value에 값을 저장하기 때문에 null이더라도 바로 NPE가 발생하지 않으며, 클래스이기 때문에 각종 메소드를 제공해준다.

public final class Optional<T> {
 
  // If non-null, the value; if null, indicates no value is present
  private final T value;
   
  ...
}

Optional Optional은 null 또는 실제 값을 value로 갖는 wrapper로 감싸서 NPE(NullPointerException)로부터 자유로워지기 위해 나온 Wrapper 클래스이다. 따라서 Optional을 반환하는 메소드는 절대 null을 갖는 value를 반환해서는 안된다. 또한 Optional은 값을 Wrapping하고 다시 풀고, null일 경우에는 대체하는 함수를 호출하는 등의 오버헤드가 있으므로 성능이 저하될 수 있다. 그렇기 때문에 메소드의 반환 값이 절대 null이 아니라면 Optional을 사용하지 않는 것이 성능저하가 적다. 즉, Optional은 메소드의 결과가 null이 될 수 있으며, 클라이언트가 이 상황을 처리해야 할 때 사용하는 것이 좋다.

OrElse orElse는 null이던말던 항상 불립니다.
OrElseGet orElseGet은 null일 때만 불립니다.

GC 개념

객체는 메모리에서 동적으로 생성되며, 객체가 더 이상 필요없게 되면 GC에 의해서 제거됨.
자료형이 같아도 다른 공간에 존재하는 객체는 다른 객체이다.
생성한 객체의 주소를 변수에 저장하는 것을 레퍼런스라고한다.

오브젝트 -> 주소 <<관계를 사용이끝나면 관계를 끊음
끊어진 오브젝트를 GC가 제거함

문자열 처리방식

동일함 다만 성능차이 StringBuilder - 스트링빌더가 가장빠름 (요즘에많이사용하는추세) StringBuffere - 스트링버퍼는 싱크로나이즈드 방식으로 순차처리하다보니 데이터가 더안전함.

컬렉션즈 Collections

list 특징-인덱스를 이용, 데이터 중복 가능

vector
LinkedList
arrayList(가장많이사용) ArrayList ar = new ArrayList();

map 특징 - key를 이용, key중복불가, 데이터 중복가능

-hashMap
HashMap<Integer, String> map = new HashMap<Integer,String>();
.put() //데이터 추가
.get() //값 추출
.remove() //데이터 삭제
.containsKey() //해당키값의 값이있는지 체크
.clear() //데이터 전체제거
.isEmpty() //데이터 유무 체크 true,false

자바 입출력

프로그램이 출발지냐 또는 도착지냐에 따라서 스트림의 종류가 결정

프로그램이 데이터를 입력받을 때는 입력 스트림(InputStream)
프로그램이 데이터를 보낼 때는 출력 스트림(OutputStream)

파일인풋스트림(이미지 등 선호)바이트 방식 저장 파일아웃풋스트림 데이터인풋스트림 데이터아웃풋스트림

버퍼드리더 스트림 문자열단위저장 -.readLine() 한문장씩 처리

다양한 for문 사용방법 -> (향상된 for문,람다식 for문)

java버전이 향상되면서 반복문의 사용방법도 다양해졌다. 개인적으로 활동중인 커뮤니티방에서 투표결과

index 값이 필요할 경우 기존의 for문을 사용하였고
```
for(int i=0; i<=a; i++){
  
 }
```

향상된 for 문 jdk 1.5ver 부터 사용할 수 있으며 코드가 매우 간결해진다.

//앞은 추출할 데이터의 타입을 정의해주고 뒤의 해당 반복문을 사용할 배열을 선언해준다.		  
for(String i : arr){
  }

lambda, stream 활용한 반복문

 // 1. 실행할 문장이한개일 때
 Iterator.forEach(변수명 -> 실행할문장(변수사용가능));
 // 2. 실행할 문장이여러개 일때
 Iterator.forEach(변수명 ->{
  실행할문장(변수사용가능);
  실행할문장(변수사용가능);
  실행할문장(변수사용가능);
  });

// 실제 예시코드
ArrayList<Integer> datalist = new ArrayList<>(1,2,3);

datalist.forEach(value ->System.out.println(value));
//datalist의 값이 value에 담김  //변수명 -> 

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