[JAVA] 스트림(Stream)

Stream

Stream이란?

• Java8에서 추가된 것으로 람다를 활용할 수 있는 기술 중 하나
• 배열 또는 컬렉션등의 저장요소를 하나씩 참조해 람다식을 적용하여 반복적으로 처리할 수 있음
• 즉, 배열과 컬렉션을 함수형으로 처리할 수 있음

스트림 구조

1. 스트림 생성 : 스트림 인스턴스 생성
2. 중간 연산 : 필터링 및 매핑 등 원하는 결과를 만드는 중간 작업
3. 최종 연산 : 최종적으로 결과를 만들어내는 작업

Create Operations

- Arrays.stream()

String[] arr = new String[] {"A", "B", "C"};
Stream<String> stream = Arrays.stream(arr);
Stream<String> streamOfArrayPart = Arrays.stream(arr, 1, 3);

- Collections.stream()

String[] list = Arrays.asList("A", "B", "C");
Stream<String> stream = list.stream();
Stream<String> parallelStream = list.parallelStream();

- build()

Stream<String> stream = Stream.<String>builder()
    .add("A")
    .add("B")
    .build();

- generate()

• 특정 크기를 지정하지 않으면 무한한 크기를 갖기 때문에 limit으로 최대 크기를 제한해야함

Stream<String> stream = Stream.generate(() -> "gen").limit(5);

- iterate()

• 특정 크기를 지정하지 않으면 무한한 크기를 갖기 때문에 limit으로 최대 크기를 제한해야함

Stream<Integer> stream = Stream.iterate(30, n -> n + 2).limit(5);

Intermediate Operations

• 각각의 중간 연산자들은 lazy하게 실행되고 결과로 stream을 반환
• method chainning형태로 연결하여 처리할 수 있음

Lazy 한 처리

• 결과가 필요하기 전까지 실행되지 않음
• 연산의 시점을 최대한 늦춤

함수형 인터페이스

• Java8에서 제공되는 것으로 추상 메소드를 단 하나만 가지는 인터페이스를 지칭
• Function : input을 받아 output을 출력하는 함수형 인터페이스
• Predicate : boolean을 리턴하는 함수형 인터페이스
• Comparator : 두 값을 비교하기 위한 함수형 인터페이스

- filter()

• 원하는 요소만 추출하기 위한 메소드

• 인자로 Predicate를 받고 boolean을 반환하는 람다식이 들어감

Stream<T> filter(Predicate<? super T> predicate);

//문자열 리스트에서 특정 문자가 포함된 문자열 추출  
List list = Arrays.asList("LIST", "STREAM", "TEST");  
.stream()  
.fliter(item -> item.contains("T"))  
.collect(Collectors.toList());

- map()

• T를 인자로 받아 변환한 값 R을 반환하는 함수

<R> Stream<R> map(Function<? super T, ? extends R> mapper);

//문자열 리스트를 소문자로 변환
List<String> list = Arrays.asList("LIST", "STREAM", "TEST");
    .stream()
    .map(String::toLowerCase)
    .forEach(System.out::println);

- filterMap()

• map과의 차이점은 함수의 반환 값이 stream형태

• 중첩 구조를 한 단계 제거하고 단일 컬렉션으로 만들어줌

<R> Stream<R> flatMap(Function<? super T, ? extends Stream<? extends R>> mapper);

```
// ex  
String arr\[\]\[\] = {  
{"A", "B", "C"},  
{"D", "E", "F"},  
{"G", "H", "i"}  
};  
Stream.of(arr)  
.flatMap(Stream::of)  
.forEach(System.out::println);
```

- sorted()

- stream 요소를 정렬함
- `Comparator`를 인자로 넣으면 `Comparator`의 기준에 따라 정렬 (default는 오름차순)

Stream<T> sorted();
Stream<T> sorted(Comparator<? super T> comparator);

// 내림차순 정렬
List<String> list = Arrays.asList("LIST", "STREAM", "TEST");
    .stream()
    .sorted(Comparator.reverseOrder())
    .forEach(System.out::println);

- distinct()

• 중복 제거

- peek()

• 결과에 영향을 주지 않고 중간에 값을 출력할 때 사용

  Stream<T> peek(Consumer<? super T> action);
  

// ex  
List list = Arrays.asList("LIST", "STREAM", "TEST");  
.stream()  
.peek(System.out::println)  
.sorted(Comparator.reverseOrder())  
.forEach(System.out::println);

- limit()

• 앞에서부터 n개의 요소만 취함

- skip()

• 앞에서부터 n개의 요소를 건너뜀

- concat()

• 두 stream을 연결

  List<String> stream1 = Arrays.asList("A", "B", "C");
  List<String> stream2 = Arrays.asList("D", "E", "F");
  Stream.concat(stream1, stream2)
    .forEach(System.out::println);

Terminal Operations

- Calculating

• count()
• sum()
• min()
• max()
• average()

- accumulator

• reduce
  • 세가지의 인자를 받아 처리할 수 있음
  • accumulator
    • 각 요소를 처리하는 계산 로직
    • 각 요소가 올 때마다 중간 결과를 생성
  • identity
    • 계산을 위한 초기값
    • stream이 비어서 계산할 값이 없어도 반환됨
  • combiner
    • 병렬 stream에서 나눠 계산한 결과를 하나로 합쳐 반환

- Collecting

• 스트림 값을 모아 Map, Set, List와 같은 컬렉션 형태로 변환해줌
• 가장 많이 쓰이는 최종 연산자
• Collectors.toList()
  • 리스트 형태로 결과 반환
• Collectors.joining()
  • 스트림 작업 결과를 하나의 스트링으로 연결
  • delimiter : 각 요소의 중간에 들어가는 구분자
  • prefix : 이어붙인 결과 맨 앞에 붙는 문자
  • sufix : 이어붙인 결과 맨 끝에 붙는 문자
• Collectors.groupingBy()
  • 특정 조건으로 요소들을 그룹화하여 Map 타입으로 반환
• Collectors.partitioningBy()
  • Predicate로 특정 조건을 받아 해당 조건을 만족하면 true 아니면 false그룹으로 구분하여 Map타입으로 반환
• Collectors.averageingInt()
  • 요소들의 평균을 Integer로 반환
• Collectors.summingInt()
  • 요소들의 합을 Integer로 반환
• Collectors.summarizingInt()
  • 다양한 연산 결과를 IntSummaryStatistics로 반환

- Match

• anyMatch : 하나라도 조건을 만족하는 요소가 있는지 확인
• allMatch : 모두 조건을 만족하는지 확인
• noneMatch : 모두 조건을 만족하지 않는지 확인

- forEach()

• 요소를 순회하면서 실행되는 작업
• 인자로 넘긴 메소드에 요소를 대입하여 호출