Java 스트림 중개 연산
1. 스트림의 중개 연산(intermediate operation)
스트림 API에 의해 생성된 초기 스트림은 중개 연산을 통해 또 다른 스트림으로 변환된다. 이러한 중개 연산은 스트림을 전달받아 스트림을 반환하므로, 중개 연산은 연속으로 연결해서 사용할 수 있다.
또한, 스트림의 중개 연산은 필터-맵(filter-map) 기반의 API를 사용함으로 지연(lazy) 연산을 통해 성능을 최적화할 수 있다.
스트림 API에서 사용할 수 있는 대표적인 중개 연산과 그에 따른 메소드는 다음과 같다.
스트림 필터링:
filter(),distinct()스트림 변환:
map(),flatMap()스트림 제한:
limit(),skip()스트림 정렬:
sorted()스트림 연산 결과 확인:
peek()
2. 스트림 필터링
filter() 메소드는 해당 스트림에서 주어진 조건(predicate)에 맞는 요소만으로 구성된 새로운 스트림을 반환한다.
또한, distinct() 메소드는 해당 스트림에서 중복된 요소가 제거된 새로운 스트림을 반환한다. distinct() 메소드는 내부적으로 Object 클래스의 equals() 메소드를 사용하여 요소의 중복을 비교한다.
- 예제
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IntStream stream1 = IntStream.of(7, 5, 5, 2, 1, 2, 3, 5, 4, 6);
IntStream stream2 = IntStream.of(7, 5, 5, 2, 1, 2, 3, 5, 4, 6);
// 스트림에서 중복된 요소를 제거함.
stream1.distinct().forEach(e -> System.out.print(e + " "));
System.out.println();
// 스트림에서 홀수만을 골라냄.
stream2.filter(n -> n % 2 != 0).forEach(e -> System.out.print(e + " "));
- 실행 결과
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7 5 2 1 3 4 6
7 5 5 1 3 5
3. 스트림 변환
map() 메소드는 해당 스트림의 요소들을 주어진 함수에 인수로 전달하여, 그 반환값들로 이루어진 새로운 스트림을 반환한다.
만약 해당 스트림의 요소가 배열이라면, flatMap() 메소드를 사용하여 각 배열의 각 요소의 반환값을 하나로 합친 새로운 스트림을 얻을 수 있다.
다음 예제는 문자열로 이루어진 스트림을 map() 메소드를 이용하여 각 문자열의 길이로 이루어진 스트림으로 변환하는 예제이다.
- 예제
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Stream<String> stream = Stream.of("HTML", "CSS", "JAVA", "JAVASCRIPT");
stream.map(s -> s.length()).forEach(System.out::println);
- 실행 결과
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다음 예제는 여러 문자열이 저장된 배열을 각 문자열에 포함된 단어로 이루어진 스트림으로 변환하는 예제이다.
- 예제
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String[] arr = {"I study hard", "You study JAVA", "I am hungry"};
Stream<String> stream = Arrays.stream(arr);
stream.flatMap(s -> Stream.of(s.split(" +"))).forEach(System.out::println);
- 실행 결과
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I
study
hard
You
study
JAVA
I
am
hungry
4. 스트림 제한
limit() 메소드는 해당 스트림의 첫 번째 요소부터 전달된 개수만큼의 요소만으로 이루어진 새로운 스트림을 반환한다.
skip() 메소드는 해당 스트림의 첫 번째 요소부터 전달된 개수만큼의 요소를 제외한 나머지 요소만으로 이루어진 새로운 스트림을 반환한다.
- 예제
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IntStream stream1 = IntStream.range(0, 10);
IntStream stream2 = IntStream.range(0, 10);
IntStream stream3 = IntStream.range(0, 10);
stream1.skip(4).forEach(n -> System.out.print(n + " "));
System.out.println();
stream2.limit(5).forEach(n -> System.out.print(n + " "));
System.out.println();
stream3.skip(3).limit(5).forEach(n -> System.out.print(n + " "));
- 실행 결과
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0 1 2 3 4
3 4 5 6 7
5. 스트림 정렬
sorted() 메소드는 해당 스트림을 주어진 비교자(comparator)를 이용하여 정렬한다. 이때 비교자를 전달하지 않으면 기본적으로 사전 편찬 순(natural order)으로 정렬하게 된다.
- 예제
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Stream<String> stream1 = Stream.of("JAVA", "HTML", "JAVASCRIPT", "CSS");
Stream<String> stream2 = Stream.of("JAVA", "HTML", "JAVASCRIPT", "CSS");
stream1.sorted().forEach(s -> System.out.print(s + " "));
System.out.println();
stream2.sorted(Comparator.reverseOrder()).forEach(s -> System.out.print(s + " "));
- 실행 결과
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CSS HTML JAVA JAVASCRIPT
JAVASCRIPT JAVA HTML CSS
6. 스트림 연산 결과 확인
peek() 메소드는 결과 스트림으로부터 요소를 소모하여 추가로 명시된 동작을 수행한다.
이 메소드는 원본 스트림에서 요소를 소모하지 않으므로, 주로 연산과 연산 사이에 결과를 확인하고 싶을 때 사용한다. 따라서 개발자가 디버깅 용도로 많이 사용한다.
- 예제
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IntStream stream = IntStream.of(7, 5, 5, 2, 1, 2, 3, 5, 4, 6);
stream.peek(s -> System.out.println("원본 스트림 : " + s))
.skip(2)
.peek(s -> System.out.println("skip(2) 실행 후 : " + s))
.limit(5)
.peek(s -> System.out.println("limit(5) 실행 후 : " + s))
.sorted()
.peek(s -> System.out.println("sorted() 실행 후 : " + s))
.forEach(n -> System.out.println(n));
- 실행 결과
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원본 스트림 : 7
원본 스트림 : 5
원본 스트림 : 5
skip(2) 실행 후 : 5
limit(5) 실행 후 : 5
원본 스트림 : 2
skip(2) 실행 후 : 2
limit(5) 실행 후 : 2
원본 스트림 : 1
skip(2) 실행 후 : 1
limit(5) 실행 후 : 1
원본 스트림 : 2
skip(2) 실행 후 : 2
limit(5) 실행 후 : 2
원본 스트림 : 3
skip(2) 실행 후 : 3
limit(5) 실행 후 : 3
sorted() 실행 후 : 1
1
sorted() 실행 후 : 2
2
sorted() 실행 후 : 2
2
sorted() 실행 후 : 3
3
sorted() 실행 후 : 5
5
위의 예제에서 첫 번째 요소인 7과 두 번째 요소인 5는 skip() 메소드에 의해 삭제되므로, 원본 스트림에서만 나타난다.
하지만 세 번째 요소인 5는 skip() 메소드와 limit() 메소드가 실행된 후에도 존재하므로, 모두 나타난다.
이렇게 peek() 메소드는 스트림의 각 요소가 해당 중개 연산 후에 어떻게 변화하는지를 보여준다.
7. 대표적인 중개 연산 메소드
스트림 API에서 사용할 수 있는 대표적인 중개 연산을 위한 메소드는 다음과 같다.
| 메소드 | 설명 |
|---|---|
Stream<T> filter(Predicate<? super T> predicate) | 해당 스트림에서 주어진 조건(predicate)에 맞는 요소만으로 구성된 새로운 스트림을 반환함 |
<R> Stream<R> map(Functoin<? super T, ? extends R> mapper) | 해당 스트림의 요소들을 주어진 함수에 인수로 전달하여, 그 반환값으로 이루어진 새로운 스트림을 반환함 |
<R> Stream<R> flatMap(Functoin<? super T, ? extends Stream<? extends R>> mapper) | 해당 스트림의 요소가 배열일 경우, 배열의 각 요소를 주어진 함수에 인수로 전달하여, 그 반환값으로 이루어진 새로운 스트림을 반환함 |
Stream<T> distinct() | 해당 스트림에서 중복된 요소가 제거된 새로운 스트림을 반환함. 내부적으로 Object 클래스의 equals() 메소드를 사용함 |
Stream<T> limit(long maxSize) | 해당 스트림에서 전달된 개수만큼의 요소만으로 이루어진 새로운 스트림을 반환함 |
Stream<T> peek(Consumer<? super T> action) | 결과 스트림으로부터 각 요소를 소모하여 추가로 명시된 동작(action)을 수행하여 새로운 스트림을 생성하여 반환함 |
Stream<T> skip(long n) | 해당 스트림의 첫 번째 요소부터 전달된 개수만큼의 요소를 제외한 나머지 요소만으로 이루어진 새로운 스트림을 반환함 |
Stream<T> sorted(), Stream<T> sorted(Comparator<? super T> comparator) | 해당 스트림을 주어진 비교자(comparator)를 이용하여 정렬함. 비교자를 전달하지 않으면 영문사전 순(natural order)으로 정렬함 |