[JAVA] Stream (스트림)

Stream

 

Stream은 자바 8부터 추가된 기능으로 "컬렉션, 배열등의 저장 요소를 하나씩 참조하며 함수형 인터페이스(람다식)를 적용하며 반복적으로 처리할 수 있도록 해주는 기능"이다. 
이러한 Stream을 이용한다면 불필요한 for문과 그 안에서 이루어지는 if문 등의 분기처리를 쓰지 않고도 깔끔하고 직관적인 코드를 작성할 수 있다.

 

 

Stream의 특징

1. Stream은 데이터를 읽어오기만 할 뿐 데이터를 변경하지 않는다.
2. Stream은 한번 사용하면 재사용이 불가능한 일회성이다.
3. Stream은 반복문이 코드상에 노출되지 않는 내부 반복으로 작업을 처리한다.

 

 

Stream의 구조

 

1. Stream의 생성
2. 중개 연산
3. 최종 연산

데이터소스 객체집합.Stream생성().중개연산().최종연산();

 

아래는 Stream 사용의 간단한 예제이다.

import java.util.Arrays;
import java.util.List;
import java.util.stream.Stream;

public class StreamEx {
    public static void main(String[] args) {

        Stream<String> stream1 = Stream.of("돼지","댱매","포메","말티");
        System.out.println("===== stream1 =====");
        stream1.forEach(System.out::println); // stream1.forEach(s->System.out.println(s));


        Stream<String> stream2 = Stream.empty(); //Stream.empty()는 비어있는 스트림을 생성
        System.out.println("===== stream2 =====");
        stream2.forEach(System.out::println);


        /*
            Stream.generate()는 Arguments로 함수를 받는다.
            함수에서 리턴받는 객체가 스트림으로 생성.
            함수는 무한히 호출되기 때문에 무한한 길이의 스트림이 생성된다.
            그렇기 때문에 limit(5)로 5개의 객체만 생성되도록 하였다.
        */
        Stream<String> stream3 = Stream.generate(()->"Echo").limit(5);
        System.out.println("===== stream3 =====");
        stream3.forEach(System.out::println);


        /*
            Stream.genetator()에 Math:random을 Args로 넘겨주면 랜덤 숫자로 이어진 스트림이 생성됨.
        */
        Stream<Double> stream4 = Stream.generate(Math::random).limit(5);
        System.out.println("===== stream4 =====");
        stream4.forEach(System.out::println);


        /*
            Stream.Iterate()도 generate()와 유사하다. 하지만 Args로 2개의 값을 받는다.
            첫번째는 초기값이고 두번째는 함수이다.
            초기값을 함수에 대입하면서 무한한 스트림이 생성된다.
         */
        Stream<Integer> stream5 = Stream.iterate(0, n->n+2).limit(5);
        System.out.println("===== stream5 =====");
        stream5.forEach(System.out::println);


        /*
            List로 생성된 객체도 스트림으로 생성가능하다. List에 stream()메소드를 List를 스트림으로 생성.
        */
        List<String> list = Arrays.asList("돼지","사슴","고라니","강아지","고양이");
        Stream<String> stream6 = list.stream();
        System.out.println("===== stream6 =====");
        stream6.forEach(System.out::println);


        /*
            Array객체 역시 스트림으로 생성 가능
        */
        String[] array = new String[]{"댱매","돼지","멈미","떡볶이","여행","집"};
        Stream<String> stream7 = Arrays.stream(array);
        System.out.println("===== stream8 =====");
        stream7.forEach(System.out::println);
    }

}

 

위 연산 결과는 다음과 같다.

===== stream1 =====
돼지
댱매
포메
말티
===== stream2 =====
===== stream3 =====
Echo
Echo
Echo
Echo
Echo
===== stream4 =====
0.031161955053852997
0.43364286574536115
0.9830963611439054
0.7671899421861292
0.1171159985733562
===== stream5 =====
0
2
4
6
8
===== stream6 =====
돼지
사슴
고라니
강아지
고양이
===== stream8 =====
댱매
돼지
멈미
떡볶이
여행
집

 

중개 연산

 

중개 연산은 Stream을 전달받아 다시 Stream으로 반환하므로 연속적으로 사용할 수 있다.

1.  Stream 필터링 : filter(), distinct()
2. Stream 변환 : map(), flatMap()
3. Stream 제한 : limit(), skip()
4. Stream 정렬 : sorted()
5. Stream 연산결과 확인 : peek()

중개 연산의 예제는 아래와 같다.

	/*
            중개연산 : Stream 필터링
            filter() 메소드는 해당 스트림에서 주어진 조건(predicate)에 맞는 요소만으로 구성된 새로운 스트림을 반환
            distinct() 메소드는 해당 스트림에서 중복된 요소가 제거된 새로운 스트림을 반환
            distinct() 메소드는 내부적으로 Object 클래스의 equals() 메소드를 사용하여 요소의 중복을 비교
        */
        IntStream stream8 = IntStream.of(7, 5, 5, 2, 1, 2, 3, 5, 4, 6);
        IntStream stream9 = IntStream.of(7, 5, 5, 2, 1, 2, 3, 5, 4, 6);
        // 스트림에서 중복된 요소를 제거함.
        System.out.println("===== 스트림에서 중복된 요소를 제거함 =====");
        stream8.distinct().forEach(e -> System.out.print(e + " "));
        System.out.println();

        // 스트림에서 홀수만을 골라냄.
        System.out.println("===== 스트림에서 홀수만을 골라냄 =====");
        stream9.filter(n -> n % 2 != 0).forEach(e -> System.out.print(e + " "));
        System.out.println();


        /*
            중개연산 : Stream 변환
            map() 메소드는 해당 스트림의 요소들을 주어진 함수에 인수로 전달하여, 그 반환값들로 이루어진 새로운 스트림을 반환
            만약 해당 스트림의 요소가 배열이라면, flatMap() 메소드를 사용하여 각 배열의 각 요소의 반환값을 하나로 합친 새로운 스트림을 얻을 수 있다.
         */
        Stream<String> stream10 = Stream.of("HTML", "CSS", "JAVA", "JAVASCRIPT");
        System.out.println("===== Stream 변환 : String의 길이로 변환 =====");
        stream10.map(s -> s.length()).forEach(System.out::println);


        String[] arr = {"I study hard", "You study JAVA", "I am hungry"};
        Stream<String> stream11 = Arrays.stream(arr);
        System.out.println("===== Stream 변환 : 띄어쓰기를 기준으로 줄바꿈 변환 =====");
        stream11.flatMap(s -> Stream.of(s.split(" +"))).forEach(System.out::println);


        /*
            중개연산 : Stream 제한 -> limit(), skip()
            limit() 메소드는 해당 스트림의 첫 번째 요소부터 전달된 개수만큼의 요소만으로 이루어진 새로운 스트림을 반환
            skip() 메소드는 해당 스트림의 첫 번째 요소부터 전달된 개수만큼의 요소를 제외한 나머지 요소만으로 이루어진 새로운 스트림을 반환
         */
        IntStream stream12 = IntStream.range(0, 10);
        IntStream stream13 = IntStream.range(0, 10);
        IntStream stream14 = IntStream.range(0, 10);

        System.out.println("===== Stream 제한 : 4를 제외하고 출력 =====");
        stream12.skip(4).forEach(n -> System.out.print(n + " "));
        System.out.println();
        System.out.println("===== Stream 제한 : 5개까지만 출력 =====");
        stream13.limit(5).forEach(n -> System.out.print(n + " "));
        System.out.println();
        System.out.println("===== Stream 제한 : 3를 제외하고 5개까지만 출력 =====");
        stream14.skip(3).limit(5).forEach(n -> System.out.print(n + " "));
        System.out.println();


        /*
            중개연산 : Stream 정렬 -> sorted()
            sorted() 메소드는 해당 스트림을 주어진 비교자(comparator)를 이용하여 정렬
            이때 비교자를 전달하지 않으면 기본적으로 사전 편찬 순(natural order)으로 정렬
         */
        Stream<String> stream15 = Stream.of("JAVA", "HTML", "JAVASCRIPT", "CSS");
        Stream<String> stream16 = Stream.of("JAVA", "HTML", "JAVASCRIPT", "CSS");
        System.out.println("===== Stream 정렬 : 문자열 뒤에 띄어쓰기를 포함하여 출력 =====");
        stream15.sorted().forEach(s -> System.out.print(s + " "));
        System.out.println();
        System.out.println("===== Stream 정렬 : 스트림을 역순으로 출력 =====");
        stream16.sorted(Comparator.reverseOrder()).forEach(s -> System.out.print(s + " "));
        System.out.println();

 

위 소스의 출력 결과

===== 스트림에서 중복된 요소를 제거함 =====
7 5 2 1 3 4 6 
===== 스트림에서 홀수만을 골라냄 =====
7 5 5 1 3 5 
===== Stream 변환 : String의 길이로 변환 =====
4
3
4
10
===== Stream 변환 : 띄어쓰기를 기준으로 줄바꿈 변환 =====
I
study
hard
You
study
JAVA
I
am
hungry
===== Stream 제한 : 4를 제외하고 출력 =====
4 5 6 7 8 9 
===== Stream 제한 : 5개까지만 출력 =====
0 1 2 3 4 
===== Stream 제한 : 3를 제외하고 5개까지만 출력 =====
3 4 5 6 7 
===== Stream 정렬 : 문자열 뒤에 띄어쓰기를 포함하여 출력 =====
CSS HTML JAVA JAVASCRIPT 
===== Stream 정렬 : 스트림을 역순으로 출력 =====
JAVASCRIPT JAVA HTML CSS

 

 

최종 연산

앞서 중개 연산을 통해 만들어진 Stream에 있는 요소들에 마지막으로 각 요소를 소모하여 최종결과를 표시한다. 이렇게 소모된 Stream은 더 이상 사용될 수 없다.

1. 출력 : forEach() : 
2. 소모 : reduce()
3. 검색 : findFirst(), findAny()
4. 검사 : anyMatch(), allMatch(), noneMatch()
5. 통계 : count(), min(), max()
6. 연산 : sum(), average()
7. 수집 : collect()

 

 

 

 

출처:

http://www.tcpschool.com/java/java_stream_intermediate
https://jeong-pro.tistory.com/165
https://ahndding.tistory.com/23