[Java] Stream이란?

자바의 기능을 살펴보면 Stream이란 것이 존재한다. 그럼 이 Stream은 무엇일까?

 

Stream

 

배열이나 컬렉션에 담긴 데이터를  다룰 때, 반복문이나, iterator를 사용시 코드가 길어지고 가독성이 떨어진다. 이러한 문제점이 존재하기에 Stream이 등장한 것이다.

 

Stream

default Stream<E> stream() {
        return StreamSupport.stream(spliterator(), false);
    }

• 데이터의 흐름
• collection을 소스로 가지고 처리를 하는 것
• 람다를 활용하여 효율적인 코드를 작성할 수 있다

 

Stream의 특징

• 데이터를 담고 있는 컬랙션이 아니다
  • 컬렉션과 연관되어 데이터를 1회성으로 처리하는 역할이다
  • 한번 컬렉션 요소에 맞춰 function 및 역할을 수행하고 나면 재사용이 불가하다
  • 필요한 경우마다 재사용해야 한다
• 스트림은 처리하는 데이터 원본에 대해 변경이 이뤄지지 않는다
• 무제한일 수도 있다. 
• 중개 오퍼레이션은 근본적으로 느리다
• 손쉽게 병렬 처리가 가능하다
  • 병렬 처리로 빠른 데이터 처리가 가능하지만, 때때로 직렬로 데이터를 처리하는 경우가 더 빠를 때도 존재
  • 상황에 맞춰서 판단

 

Stream의 구조

 

스트림의 파이프라인

 

스트림은 세 가지 단계로 나눠진다.

 

• 데이터를 받아오는 collection과 스트림 생성 부분
  • Stream <T> Collection.stream()을 이용하여 해당하는 컬렉션을 기반으로 하는 스트림 생성
• 중간에서 데이터를 가공하는 중간 오퍼레이션
  • Stream을 return 할 수 있다.
    • 스트림을 리턴할 수 있다는 점에서 0 ~ n개의 중간 오퍼레이션이 존재할 수 있다. 
  • stateless / stateful 연산으로 상세하게 구분이 가능하다
    • 대부분 stateless의 메서드지만 stateful 메서드도 존재 

• stream을 리턴하지 않고 해당 가공된 데이터에 대해 값을 리턴하는 종료 오퍼레이션이 존재한다.
  • 최종 연산 후 스트림은 리턴되지 않는다. 스트림은 그대로 종료가 되고 사용불가이다.
  • 최종 연산의 결괏값은 하나의 값일 수도 혹은 또 다른 컬렉션으로 생성할 수도 있다.
  • 스트림의 데이터 소스는 오직 종료 오퍼레이션을 실행할 때만 처리가 된다.
  • 하나의 종료 오퍼레이션이 존재한다.

 

Stream의 API

 

강의 및 학습하면서 자주 사용이 되는 메서드들을 정리해보려 한다.

 

• 걸러내기
  • filter 
    
    • 중간 오퍼레이션
    • 입력받은 function을 적용하여 필터링 후 결괏값을 새로운 스트림으로 만들어서 반환
  • distinct
    • 중간 오퍼레이션
    • 중복이 되는 값을 모두 제거하고 새로운 스트림으로 반환한다.
• 변경하기
  • map
    • 기존의 stream 요소들을 function에 맞게 변환하여 새로운 stream 만들어내는 연산 
    • 기존의 stream이 객체로 이루어진 stream이었다면 원하는 요소로만 이루어진 stream으로 변환
  • flatmap
    
    • List <Stream <Type>> 같은 컬렉션 안의 컬렉션의 경우를 Type의 스트림으로 변환

// List 선언
List<Integer> in = new ArrayList<>();
for(int i =0; i<10;i++){
    in.add(i);	
}
// List 내부의 요소를 각각 10씩 곱해서 출력
in.stream().map(i->i*10).forEach(System.out::println);

// List 내부의 요소 중 5보다 큰 값을 출력
in.stream().filter(i -> i > 5).forEach(System.out::println);

// map으로 값을 변경 후 filter로 50보다 큰 수를 필터링
in.stream().map(i->i*10)
            .filter(i->i>50)
            .forEach(System.out::println);

• 제한하기
  • limit(n)
    • 최대 n개의 요소가 담긴 스트림을 반환
  • skip(n)
    • 해당 스트림을 진행할 때 앞에서 n개를 뺀 나머지를 반환
• 정렬하기
  • sorted : 정렬 메서드
    • Stream<T> sorted();
    • Stream<T> sorted(Comparator < ? super T> comparator);

public class Car {

    int number;
    String name;

    public Car(int number, String name) {
        this.number = number;
        this.name = name;
    }

    @Override
    public String toString() {
        return "Car{" +
                "number=" + number +
                ", name='" + name + '\'' +
                '}';
    }

    public int getNumber() {
        return number;
    }

    public String getName() {
        return name;
    }
}

 

public class Car {

    int number;
    String name;

    public Car(int number, String name) {
        this.number = number;
        this.name = name;
    }

    @Override
    public String toString() {
        return "Car{" +
                "number=" + number +
                ", name='" + name + '\'' +
                '}';
    }

    public int getNumber() {
        return number;
    }

    public String getName() {
        return name;
    }

    public static void main(String[] args) {
    	// 리스트 생성
        List<Car> car = new ArrayList<>();
        for(int i = 1 ; i <= 5; i++){
            Car c = new Car(i, "car " + String.valueOf(i));
            car.add(c);
        }
        // 스트림 활용 예제
        
        // car의 번호를 getNumber를 통해 번호를 가져오고 출력하는 코드
        car.stream().map(i -> i.getNumber()*10 - i.getNumber()).forEach(System.out::println);
        
        // map을 통해 getName으로 차량 이름을 가져온뒤, filter를 사용하여 해당 문자가 존재하는 객체를 모아다가 리스트로 만들기
        List<String> r1 = car.stream().map(Car::getName).filter(s -> s.contains("r 1")).collect(Collectors.toList());

        // map을 통해 getName으로 차량 이름을 가져온뒤, filter를 사용하여 해당 문자가 존재하는 객체를 모아다가 리스트로 만들기
		List<String> ar = car.stream().map(Car::getName).filter(s -> s.contains("ar")).collect(Collectors.toList());
        
        // map을 통해 getNumber로 차량 번호를 가져온뒤, sorted를 사용하여 번호를 기준으로 역정렬 후 Integer를 모아다가 리스트로 만들기
        List<Integer> collect = car.stream().map(Car::getNumber).sorted(reverseOrder()).collect(Collectors.toList());
 
         // getName으로 차량 이름을 역정렬 후 존재하는 객체를 모아다가 리스트로 만들기
 		List<Car> collect1 = car.stream().sorted(comparing(Car::getName).reversed()).collect(Collectors.toList());
        
        // getName으로 차량 이름을, 그리고 추가정렬로 차량번호를 이용하여 정렬 후 객체를 모아다가 리스트로 만들기
        List<Car> collect2 = car.stream().sorted(comparing(Car::getName).thenComparing(Car::getNumber)).collect(Collectors.toList());
        System.out.println(collect1.toString());
        System.out.println(collect2.toString());
        System.out.println(r1);
        System.out.println(ar);
        System.out.println(collect);


    }
}

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• 스트림 내부에 있는 데이터가 조건에 만족하는지 확인
  • anyMatch()
    • 해당 스트림의 모든 요소들을 보면서 최소 하나의 값이 조건에 만족하는지 검사
  • allMatch()
    • 모든 요소들이 조건에 만족하는지에 대한 검사
  • nonMatch()
    • 모든 요소들이 조건에 만족하지 않는지에 대해 조사

List<Lecture> Classes = new ArrayList<>();
Classes.add(new Lecture(6, "The Java, Test", true));
Classes.add(new Lecture(7, "The Java, Code manipulation", true));
Classes.add(new Lecture(8, "The Java, 8 to 11", false));


// 해당 Classes 스트림의 값 중에 Test 글자가 포함되어있는지 확인
boolean test1 = Classes.stream().anyMatch(oc -> oc.getTitle().contains("Test"));
boolean test2 = Classes.stream().allMatch(oc -> oc.getTitle().contains("Test"));
boolean test3 = Classes.stream().noneMatch(oc -> oc.getTitle().contains("Test"));
System.out.println(test1);
System.out.println(test2);
System.out.println(test3);

 

• 스트림을 데이터 하나로 뭉치기
  • collect()
    • 만들어진 stream을 원하는 자료형으로 변경해준다
    • ex :  List / Set / Map... etc

 

 

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22.11.17 : 스트림 메서드 추가

22.12.01 : 스트림 메서드 sorted 및 기본 정의 추가, 예제 추가