- reference-1: https://github.com/MangKyu/stream-quiz
- reference-2: https://www.elancer.co.kr/blog/detail/255
- reference-3: https://inpa.tistory.com/entry/JCF-%F0%9F%A7%B1-Collections-Framework-%EC%A2%85%EB%A5%98-%EC%B4%9D%EC%A0%95%EB%A6%AC
- 일련의 데이터의 흐름을 표준화된 방법으로 쉽게 가공, 처리할 수 있도록 도와주는 클래스
- 요소들의 Stream에 함수형 연산을 지원하는 클래스
- Stream API는 이러한 작업을 간편하게 수행할 수 있도록 다양한 기능을 제공할 뿐만 아니라, 병렬 처리를 통해 처리 속도를 높일 수 있습니다.
- 따라서, Collection F/W를 통해 관리하는 데이터를 처리하기 위해 주로 사용합니다.
- Stream API의 다양한 기능들은 대부분 람다를 필요로 하기 때문에 람다를 이해하고 사용할 수 있어야 합니다.
- 각 연산의 연결을 통해 파이프라인을 구성합니다.
- 파이프라인을 구성할 수 있다는 것은 스트림 대상 데이터에 대한 다양한 연산을 조합할 수 있다는 것을 의미합니다.
- 스트림을 이용한 연산 처리는 스트림 객체의 생성부터 중간 연산, 그리고 최종 연산 단계로 구분합니다.
- 스트림 객체가 제공하는 다양한 연산을 이해하고 연산에 필요한 람다표현식을 이해하고 적용하는 것이 중요합니다.
- 데이터의 컬렉션(집합)을 Stream으로 변환하는 과정입니다.
- Stream API를 사용하기 위해서 최초 1번 수행되어야 하며, 생성 단계에서는 모든 데이터를 한꺼번에 불러오지 않고 필요할때만 불러옵니다.
- 이를 통해 메모리 사용량을 최적화하고 효율성이 증대됩니다.
- 가공(중간연산): 소스의 데이터 집합을 원하는 형태로 가공하는 것
- filter, map과 같은 연산으로 Stream을 반환
- 중간 연산은 연속에서 호출하는 메소드 체이닝으로 구현이 가능합니다.
- 최종 연산이 실행되어야 중간연산이 처리되므로 중간연산들로만 구성된 메소드 체인은 실행되지 않습니다. (Lazy Evaluation)
- Lazy Evaluation: 최종 연산을 호출하기 전까지 중간 연산을 지연시키는 행위
- 스트림 매핑(map) 연산은 스트림이 관리하는 데이터를 다른 형태의 데이터로 반환할 수 있도록 합니다.
- 매핑 연산의 메소드는 map(), mapToInt(), mapToDouble(), mapToLong()이 있습니다.
- 주로 사용하는 메소드는 map() 메소드이며 파라미터는 Function 함수형 인터페이스 입니다.
- double, int, long 기본형 데이터 타입의 데이터를 처리하기 위한 메소드들은 매핑된 값의 결과가 기본형 데이터 타입일 경우 적용하여 사용합니다.
- filter: 필터 처리 (조건문을 통한 데이터 선별)
- map: 데이터 변환
- sorted: 정렬
- peek: 가공된 데이터를 파악하기 위한 용도
- disctinct: 중복 제거
- limit: 개수 제한
- 최종연산: Stream에 대한 최종 연산을 수행하는 것. (최종적인 목적물을 얻는 처리과정)
- forEach, collect와 같은 연산으로 void를 반환하거나 컬렉션 타입을 반환
- 스트림이 관리하는 전체 데이터에 대한 순회 작업은 최종 연산인 forEach() 메소드를 이용합니다.
- collect() 메소드는 스트림 처리 이후 처리된 데이터에 대해 Collection 객체로 반환하는 메소드 입니다.
- 스트림의 최종 연산은 forEach()와 같은 스트림 처리 결과를 바로 확인할 수 있는 연산이 있고, 데이터를 모두 소모한 이후에 그 결과를 알 수 있는 count()와 같은 연산이 있습니다.
- 이 외에도 특정 데이터를 검색할 수 있는 allMatch(), anyMatch() 등과 같은 다양한 메소드들을 제공합니다.
- forEach(): stream의 각 요소를 순회하면서 출력 등의 처리를 위해 사용합니다.
- reduce(): stream의 요소를 줄여나가면서 연산을 수행합니다.
- findFirst(), findAny(): 특정 조건에 맞는 요소를 찾기 위해 사용합니다.
- anyMatch(), allMatch(), noneMatch(): 조건에 맞는지 확인을 위해 사용합니다.
- count(), min(), max(), sum(), average(): 요소의 개수, 최소(대)값, 합계, 평균을 위해 사용합니다.
- collect(): stream의 요소를 수집하여 원하는 형태로 변환하기 위해서 사용합니다.
- toList(), toSet(), toCollection(), toArray(), toMap()
- 선언적으로 코딩이 가능합니다.
- 연속적으로 필터링, 매핑, 정렬을 체이닝으로 표현할 수 있습니다.
- 간결하고 명확한 코드로 데이터를 처리할 수 있어서 코드의 유지보수성과 가독성이 향상됩니다.
- 병렬처리를 지원합니다. (멀티스레드로 병렬처리 후 대량의 데이터를 빠르고 쉽게 처리) (parallel(), parallelStream())
- 자료 구조(Data Structure) 종류의 형태들을 자바 클래스로 구현한 모음집
- 데이터를 저장하는 자료구조와 처리하는 알고리즘을 구조화하여 클래스로 구현해둔 것
- 인터페이스와 다형성을 이용한 객체지향적 설계를 통해 표준화되어 있습니다.
- 데이터 구조 및 알고리즘의 고성능 구현을 제공합니다.
- 관련 없는 API 간의 상호 운용성을 제공합니다.
- 이미 구현되어 있는 API를 사용하면 되기에, 새로운 API를 익히고 설계하는 시간이 줄어듭니다.
- 소프트웨어 재사용을 촉진합니다.
- Collection 인터페이스
- List, Set, Queue 인터페이스의 구현체 존재
- Map 인터페이스
- Collection과는 별개로 Map 인터페이스의 구현체 존재
- 컬렉션 인터페이스들의 가장 최상의 인터페이스
- 컬렉션들을 배우다 보면 자료들을 순회할때 이터레이터 객체를 다뤄보게 되는데, 이터레이터 객체를 관리하는 인터페이스
| 메서드 | 설명 |
|---|---|
| default void forEach(Consumer<? super T> action) | 함수형 프로그래밍 전용 루프 메서드 |
| Iterator iterator() | 컬렉션에서 이터레이터 구현 |
| default Spliterator splierator() | 파이프라이닝 관련 메서드 |
- List, Set, Queue를 상속하는 상위 컬렉션 타입
- 업캐스팅으로 다양한 종류의 컬렉션 자료형을 받아 자료를 crud할 수 있습니다.
| 메서드 | 설명 |
|---|---|
| boolean add(Object o), boolean addAll(Collection c) | Collection에 객체 추가 |
| boolean contains(Object o), boolean containsAll(Collection c) | Collection에 객체들이 포함되어있는지 check |
| boolean remove(Object o), boolean removeAll(Collction c) | Collection에서 객체 삭제 |
| boolean retainAll(Collection c) | Collection에 지정한 객체를 제외한 모든 객체 삭제 |
| void clear() | Collection의 모든 객체를 삭제 |
| boolean equals(Object o) | 동일한 Collection인지 비교 |
| int hashCode() | Collection의 hash code를 반환 |
| boolean isEmpty() | Collection이 비어있는지 확인 |
| Iterator iterator() | Collection의 iterator를 얻어서 반환 |
| int size() | Collection에 저장된 객체의 개수를 반환 |
- 배열을 이용하여 만든 리스트
- 데이터의 저장순서가 유지되고 중복을 허용
- 데이터량에 따라 공간(capacity) 자동 설정
- 단방향 포인터 구조로 자료에 대한 순차적인 접근에 강점이 있어 조회가 빠릅니다.
- 하지만, 삽입/삭제는 느리며, 순차적으로 추가/삭제하는 경우에는 가장 빠릅니다.
- 노드를 연결하여 리스트처럼 만든 컬렉션 (배열 X)
- 데이터의 중간 삽입, 삭제가 빈번할 경우 빠른 성능을 보장합니다.
- 임의 요소에 대한 조회 성능을 좋지 않습니다.
- 자바의 LinkedList는 양방향 포인터 구조로 이루어집니다.
- LinkedList는 리스트 용도 이외에도 스택, 큐, 트리 등의 자료구조의 근간이 됩니다.
- FIFO(First-In-First-out) 구조
- 처음 들어온 원소가 가장 먼저 나갑니다.
- 자바에서 Queue는 인터페이스고, 필요에 따라 큐 컬렉션을 골라서 사용할 수 있습니다.
| 메서드 | 설명 |
|---|---|
| boolean add(Object o) | Queue에 객체 추가 (저장공간 부족시, IllegalStateException 발생) |
| Object remove() | Queue에서 객체 반환 (없을 경우, NoSuchElementException 발생) |
| Object element() | 삭제 없이 요소를 읽어옵니다.(없을 경우, NoSuchElementException) |
| boolean offer() | Queue에 객체를 저장 |
| Object poll() | Queue에서 객체를 꺼내서 반환 (없을 경우 null 반환) |
| Object peek() | Queue에서 삭제 없이 요소를 읽어옵니다. (없을 경우 null 반환) |
- 데이터의 중복을 허용하지 않고 순서를 유지하지 않는 데이터의 집합 리스트
- 순서 자체가 없으므로 인덱스로 객체를 검색해서 가져오는 get(index) 메서드도 존재하지 않습니다.
- 중복 저장이 불가능하기에 심지어 null도 하나만 저장할 수 있습니다.
| 메서드 | 설명 |
|---|---|
| boolean add(E e) | 주어진 객체를 저장 후 true, false 리턴 |
| boolean contains(Object o) | 주어진 객체가 저장되었는지의 여부를 리턴 |
| Iterator iterator() | 저장된 객체를 한번씩 가져오는 반복자를 리턴 |
| isEmpty() | 컬렉션이 비었는지 여부를 검사 |
| int Size() | 저장되어 있는 전체 객체 수를 리턴 |
| void clear() | 저장된 모든 객체를 삭제 |
| boolean remove(Object o) | 주어진 객체를 삭제 |
- 배열과 연결노드를 결합한 자료구조 형태
- 가장 빠른 임의 검색 접근 속도를 보장합니다.
- 추가, 삭제, 검색, 접근성이 모두 뛰어납니다.
- 대신 순서를 전혀 예측할 수 없습니다.
- 순서를 가지는 Set 자료구조
- 추가된 순서 또는 가장 최근에 접근한 순서대로 접근 가능
- 만일 중복을 제거하는 동시에 저장한 순서를 유지하고 싶다면, HashSet 대신 LinkedHashSet을 사용하면 됩니다.
- 이진 검색 트리 (binary search tree) 자료구조 형태로 데이터 저장
- 중복을 허용하지 않고, 순서를 가지지 않습니다.
- 대신 데이터를 정렬하여 저장하고 있다는 특징이 있습니다.
- 정렬, 검색, 범위 검색에 높은 성능을 가집니다.
- key와 value 쌍으로 연관지어 이루어진 데이터의 집합
- value는 중복해서 저장될 수 있지만, key는 고유한 값이여야 합니다.
- 기존에 데이터와 중복된 키와 값을 저장하면 기존의 값은 없어지고, 마지막에 저장된 값만 남게 됩니다.
- 저장 순서가 유지되지 않습니다.
| 추상 메서드 | 설명 |
|---|---|
| void clear() | Map의 모든 객체를 삭제 |
| boolean containsKey() | 지정된 key 객체와 일치하는 객체가 있는지 확인 |
| boolean containsValue() | 지정된 value 객체와 일치하는 객체가 있는지 확인 |
| Set entySet() | Map에 저장된 key-value 쌍을 Map.Entry 타입의 객체로 저장한 Set을 반환 |
| boolean equals() | 동일한 Map인지를 비교 |
| Object get() | 지정한 key 객체에 대응하는 value 객체를 반환 |
| int hashCode() | 해시 코드를 반환 |
| boolean isEmpty() | Map이 비어있는지 확인 |
| Set keySet() | Map에 저장된 모든 key 객체를 반환 |
| Object put() | Map에 저장된 key 객체와 value 객체를 연결하여 저장 |
| putAll(Map t) | 지정된 key 객체와 일치하는 key-value 쌍을 추가 |
| remove() | 지정된 key 객체와 일치하는 key-value 객체를 삭제 |
| int size() | Map에 저장된 key-value 쌍의 개수를 반환 |
- Map.Entry 인터페이스는 Map 인터페이스 안에 있는 내부 인터페이스입니다.
- Map에 저장되는 key-value 쌍의 Node 내부 클래스가 이를 구현하고 있습니다.
- HashTable을 보완한 컬렉션
- 배열과 연결이 결합된 Hashing 형태로, key, value를 묶어 하나의 데이터로 저장합니다.
- 중복을 허용하지 않고 순서를 보장하지 않습니다.
- key, value 값으로 null을 허용합니다.
- 추가, 삭제, 검색, 접근성이 모두 뛰어납니다.
- 비동기로 작동하기 때문에 멀티쓰레드환경에서는 어울리지 않습니다.
- HashMap을 상속하고, Entry들이 연결 리스트를 구성하여 데이터의 순서를 보장합니다.
- 일반적인 Map 자료구조는 순서를 가지지 않지만, LinkedHashMap은 들어온 순서대로 순서를 가집니다.
- 이진 검색 트리의 형태로 키와 값의 쌍으로 이루어진 데이터를 저장 (TreeSet과 동일한 원리)
- TreeMap은 SortedMap 인터페이스의 구현체로서, Key값을 기준으로 정렬되는 특징을 가지고 있습니다.
- 정렬된 순서로 key/value 값을 저장하므로 조회 성능이 뛰어나지만, 저장과 동시에 정렬 과정이 일어나므로 저장 시간이 오래 걸립니다.
- 자바 초기버전에 나온 클래스
- Key를 특정 해시 함수를 통해 해싱한 후 나온 결과를 배열의 인덱스로 사용하여 Value를 찾는 방식으로 동작됩니다.
- HashMap보다는 느리지만 동기화가 기본적으로 지원됩니다.
- 키와 값으로 null이 허용
Key의 존재 유무와 상관없이 람다식을 수행
- Key에 값이 존재하지 않을 경우 → null
- Key에 값이 존재 + 람다식의 결과가 null → 해당 Key를 삭제
- Key에 값이 존재 + 람다식의 결과가 null이 아닐 경우 → oldValue를 Key로 매핑 및 반환
Key가 존재하지 않을 경우, compute()를 실행하는 메서드
- 함수형 인터페이스이기 때문에 (key) → {} 방식으로 작성해야 합니다.
- Key 값 존재 → 람다식 실행 X, 해당 Key에 매핑된 값을 반환합니다.
- Key 값 존재 X → 람다식 실행 O, 람다식 수행 값을 Key에 매핑하고 반환합니다.
computeIfAbsent()의 변수버전입니다.
- key에 값 존재 → 해당 key에 존재하는 기존 값을 반환
- key에 값 미존재 → value를 key에 매핑합니다. 반환값 null
key가 존재할 경우에만 람다식을 수행합니다. (computeIfAbsent와 반대되는 동작)
(key, value) → {} 식의 코드로 작성합니다. (computeIfAbsent: (key) → {})
- key에 값이 존재 → 람다식을 수행하며, 람다식 수행 값을 key에 매핑하고 반환합니다.
- key에 값이 존재 X → 람다식 수행 X, Null 반환