모던 자바 인 액션 - PART1

모던 자바 인 액션 북 스터디를 시작하였습니다
자세한 사항은 깃헙에 정리하고 있습니다.
https://github.com/SSAFY-Book-Study/modern-java-in-action

Chapter2 동작 파라미터화 코드 전달하기

동작 파라미터화

• 아직은 어떻게 실행할 것인지 결정하지 않은 코드 블럭

왜 사용되는가? 왜 필요했을까?

• 현실 세계의 요구사항을 반영하기 위해서는 변화에 대응할 수 있는 코드를 작성해야 했기 때문

예를 들어 다음과 같은 상황에서 동적 파라미터화를 적용하면 요구사항을 만족시킬 수 있게 됨

• 리스트의 모든 요소에 대해서 어떤 동작을 수행할 수 있음
• 리스트 관련 작업을 끝낸 다음 어떤 다른 동작을 수행할 수 있음
• 에러가 발생하면 정해진 어떤 다른 동작을 수행할 수 있음
  여기서 말하는 어떤 동작은 모든 요소에 대해서 다양한 동작을 의미하는 것 같다

변화하는 요구사항에 대응하기

기능을 구현하면서 변화하는 요구사항에 대응하기 위해 코드를 리팩토링하며 유연한 코드를 만드는 사례를 변화하는 요구사항에 따라 보여주고 있다
실제로 코딩테스트나 알고리즘 문제를 풀 때 많이 하는 고민인 것 같다

농장 재고목록 애플리케이션에 변화하는 요구사항 대응하기

1. 녹색 사과 필터링
   재고 목록 관리 중 녹색 사과를 필터링 해야하는 기능이 요구되었다면 전체 사과 중 녹색을 가진 사과만 리스트에 담아 반환할 것이다

   enum Color { RED, GREEN }
   public static List filterGreenApples(List inventory) {
       for(Apple apple : inventory) {
       if(GREEN.equals(apple.getColor()) result.add
       }
       return result;
   }

당장에 필요한 요구사항은 수용되겠지만 녹색 사과만 필터링을 원했다면 빨간 사과를 필터링하는 요구사항이 생길지 모른다

public static List<Apple> filterApples(List<Apple> inventory, Color color) {
  for(Apple apple : inventory) {
    if(apple.getColor().equals(color)) result.add
  }
  return result;
}

위와 같이 수정하면 색에 대한 어떤 요구사항이 와도 enum에 색을 추가, 삭제만 해주면 대응할 수 있게 된다!

2. 무거운 사과 필터링위와 같이 무게를 입력으로 받아서 사과를 쉽게 필터링할 수 있다
   하지만 색을 필터링하는 코드와 매우 유사하여 DRY(don't repeat yourself)원칙을 어기는 것과 같다고 한다
3.  

public static List<Apple> filterApplesByWeight(List<Apple> inventory, int weight)
{ 
	for(Apple apple : inventory) { 
    	if(apple.getWeight() > weight) result.add
    } 
    return result;
}

그렇다면 weight도 파라미터로 받고, flag를 두어서 하나의 메서드에서 색을 필터링, 무게를 필터링 하도록 할 수 있다

public static List<Apple> filterApplesByWeight(List<Apple> inventory, Color color, int weight, boolean flag) {
  for(Apple apple : inventory) {
    ...
  }
  return result;

이러한 코드를 형편없는 코드라고 설명하고 있다

• flag의 의미를 전혀 알 수 없으며 요구사항이 바뀌었을 때 유연하게 대응할 수 없다

이러한 상황에 대응하기 위해 동작 파라미터화를 이용하게 된 것이다

위에서 알아본 상황은 모두 Boolean으로 조건을 확인하였다
이에 유연하게 대응하기 위해 참 또는 거짓을 반환하는 함수를 프레디케이트라고 하며 선택 조건을 결정하는 인터페이스를 정의해서 사용한다

프레디케이트를 통해 동작 파라미터화

public interface ApplePredicate {
  boolean test (Apple appl)
}

public class AppleWeightPredicate implements ApplePredicate {
...

public static List<Apple> filterApples(List<Apple> inventory, ApplePredicate p) {
  for(Apple apple : inventory) {
    if(p.test(apple)) result.add
  }
  return result;

전달한 ApplePredicate 객체에 의해 filterApples의 동작이 결정된다
변화에 유연하고 대응할 수 있는 코드가 준비되었으며 캡슐화가 이루어졌다고 볼 수 있다

이제 우리는 한 개의 파라미터를 통해 다양한 동작에 대응할 수 있도록 준비가 되었다

그렇다면 다양한 동작을 어떻게 정의해서 파라미터로 던져주는게 좋은가?
한 곳에서만 사용할건데 위의 코드와 같이 전부 interface화 하여 전략 패턴을 통해 다양한 동작을 하도록 한다?
프로젝트 클래스 구조가 매우 복잡해질 위험이 있다

1. 익명 클래스 사용익명 클래스를 통해 클래스 선언과 인스턴스화를 동시에 할 수 있다
   하지만 코드가 길고, 복잡해질수록 코드의 장황함이 발생하며 유지보수할 때 어딘가에 정의되어있을 이러한 익명 클래스를 관리하는 것은 비용이 클 수 밖에 없다
2. 람다 표현식 사용복잡하지 않은 인터페이스를 간단하고 명확하게 표현할 수 있게 되었으며 여러 상황에 대응할 수 있게 되었다

List<Apple> redApples = filterApples(inventory, new ApplePredicate() { 
    public boolean test(Apple, apple) {
    	return RED.equals(apple.getColor()); 
        } 
    }
}

간단하고 명확하게 변경됨

List<Apple> redApples = filterApples(inventory, (Apple apple) -> RED.equals(apple.getColor()));

더 확장을 해나가기 위해 형식을 추상화할 수 있는데, 평생 사과만 관리하는 애플리케이션이 아닐 수 있다 다른 과일을 관리하는 애플리케이션이 되어도
같은 흐름의 필터링을 사용한다면 형식을 추상화하면 된다

유연성과 간결함을 모두 잡은 코드

public interface Predicate<T> {
  boolean test(T t);
}

public static <T> List<T> filter(List<T> list, Predicate<T> p) {
  ...
  if(p.test(e)) {
  ...
}

정리

• 동작 파라미터화에서는 메서드 내부적으로 다양한 동작을 수행할 수 있도록 코드를 메서드 인수로 전달한다
• 동작 파라미터화를 이용하면 변화하는 요구사항에 더 잘 대응할 수 있는 코드를 구현할 수 있고, 유지보수 비용을 줄일 수 있다
• 코드 전달 기법을 이용하면 인터페이스를 상속받아 여러 클래스를 구현해야하는 수고를 없앨 수 있다
• 자바 API의 많은 메서드는 정렬, 스레드, GUI 처리 등을 포함한 다양한 동작으로 파라미터화할 수 있다

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Chapter3 람다 표현식

Chapter2에서 변화하는 요구사항에 대응하기 위해 동작 파라미터화를 정리하였고, 그 결과 익명 클래스, 람다 표현식을 통해 다양한 동작을 구현할 수 있었다
특히 람다 표현식을 통해 깔끔하게 표현할 수 있었는데 이번 Chapter에서 람다 표현식에 대해 더 자세히 알아본다

람다란 ?

람다 표현식은 메서드로 전달할 수 있는 익명 함수를 단순화한 것이라고 할 수 있음
람다 표현식에는 이름은 없지만 `파라미터 리스트`, `바디`, `변환 형식`, `발생할 수 있는 예외 리스트`는 가질 수 있다

람다의 특징?

• 익명
  • 이름이 없으므로 익명이라 표현, 구현해야할 코드에 대한 걱정거리가 줄어듦?
• 함수
  • 람다는 메서드처럼 특정 클래스에 종속되지 않으므로 함수라고 부른다
  • 메서드처럼 파라미터 리스트, 바디, 반환 형식, 가능한 예외 리스트를 포함한다
• 전달
  • 람다 표현식을 메서드 인수로 전달하거나 변수로 저장할 수 있다
• 간결성
  • 익명 클래스처럼 많은 자질구레한 코드를 구현할 필요가 없다

(Apple a1, Apple a2) -> a1.getWeight().compareTo(a2.getWeight());

• 파라미터 리스트
  • Comparator의 compare 메서드 파라미터(사과 두 개)
• 화살표
  • 화살표(->)는 람다의 파라미터 리스트와 바디를 구분
• 람다 바디
  • 두 사과의 무게를 비교, 람다의 반환값에 해당하는 표현식

사용 사례	람다 예제	설명
불리언 표현식	(List<String> list) -> list.isEmpty()	반환값이 참, 거짓이다
객체 생성	() -> new Apple(10)	객체를 생성해서 반환
객체에서 소비	(Apple a) -> { System.out.println(a.getWeight());}
객체에서 선택/추출	(String s) -> s.length()	길이 반환
두 값을 조합	(int a, int b) -> a * b	결과 반환
두 값을 비교	(Apple a1, Apple a2) -> a1.getWeight().compareTo(a2.getWeight())	a1이 크면 양수, a2가 크면 음수

함수형 인터페이스

• 오직 하나의 추상 메서드만 지정
• 추상 메서드가 1개라면 디폴트 메서드를 포함해도 함수형 인터페이스라 할 수 있음

람다 표현식은 메서드로 전달할 수 있는 익명 함수를 단순화한 것이라고 할 수 있다
앞서서 인터페이스를 만들고 전략 패턴을 통해 변화하는 요구사항에 유연하게 대응할 수 있지만 복잡한 구조를 만들었다
람다 표현식을 통해 코드가 간결하고 명확하게 표현되었었는데, 함수형 인터페이스의 추상 메서드 구현을 직접 전달할 수 있었기 때문에 가능

람다와 함수형 인터페이스 예제

사용 사례	람다 예제	대응하는 함수형 인터페이스
불리언 표현	(List<String> list) -> list.isEmpty()	Predicate<List>
객체 생성	() -> new Apple(10)	Supplier
객체에서 소비	(Apple a) -> { System.out.println(a.getWeight());}	Consumer
객체에서 선택/추출	(String s) -> s.length()	Function<String, Integer> 또는 ToIntFunction
두 값을 조합	(int a, int b) -> a * b	IntBinaryOperator
두 값을 비교	(Apple a1, Apple a2) -> a1.getWeight().compareTo(a2.getWeight())	Comparator또는 BiFunction<Apple, APple, Integer> 또는 ToIntBiFunction<Apple, Apple>

람다 표현식을 조합할 수 있는 유용한 메서드

스트림 + 람다 표현식을 사용하다 보면 자주 겪는 문제가 있다
스트림은 한 번 사용하면 소멸되어 다시 스트림을 생성해야한다
만약 스트림에서 여러 람다 표현식을 적용해서 다양한 작업을 연쇄적으로 처리하고 싶다면 스트림을 매 번 생성해 각기 다른 처리를 통해 데이터를 변경해야할 수 있는데
이런 상황에 람다 표현식을 조합하여 한 번에 필요한 처리를 적용시킬 수 있다

Comparator 조합

• Comparator.comparing을 이용해서 사용할 키를 추출하는 Function 기반의 comparator를 반환할 수 있다
• Comparator.thenComparing을 이용하면 두 번째, 세 번째 비교자를 만들 수 있다

Predicate 조합

• 복잡한 Predicate를 만들 수 있도록 negate, and, or 세 가지 메서드를 제공
• negate를 통해 프레디케이트를 반전시킬 수 있음 !(참,거짓)
• and를 통해 그리고조건을 추가
• or를 통해 또는` 조건을 추가

Function 조합

메서드 f(x -> x + 1)와 g(x -> 2 * x)가 있다고 했을 때

• andThen을 통해 f.andThen(g)연산을 할 수 있음
  • f를 통해 1을 더하고 그 결과에 2를 곱한 결과를 만들어냄
• compose를 통해 g의 결과에 f를 한 결과를 만들어냄

정리

• 람다 표현식은 익명 함수의 일종 -> 파라미터 리스트, 바디, 반환 형식을 가지며 예외를 던질 수 있음
• 람다 표현식을 이용해서 함수형 인터페이스의 추상 메서드를 즉성으로 제공할 수 있으며 람다 표현식 전체가 함수형 인터페이스의 인스턴스로 취급
• java.util.function 패키지는 다양한 함수형 인터페이스 제공
• Comparator, Predicate, Function 같은 함수형 인터페이스는 람다 표현식을 조합할 수 있는 다양한 디폴트 메서드를 제공