자바 스트림(Stream) 사용법 & 예제

1. 자바 스트림(Stream)이란?

자바 스트림(Stream)은 자바 8에서 도입된 데이터 처리 및 컬렉션 조작을 위한 새로운 개념입니다. 스트림은 데이터의 연속된 흐름을 표현하는 개념으로, 배열이나 컬렉션 등의 데이터 소스에서 람다식을 이용하여 간결하고 효과적으로 데이터를 처리할 수 있게 해줍니다.

스트림은 내부적으로 데이터를 순차적으로 처리하며, 병렬 처리를 위한 기능도 제공합니다. 데이터의 중간처리 및 최종처리를 위한 다양한 메서드를 제공하여 데이터를 필터링하거나 매핑하는 등의 다양한 작업을 수행할 수 있습니다.

스트림은 함수형 프로그래밍의 개념을 도입하여 코드의 가독성과 유지보수성을 향상시켜줍니다. 또한, 지연된 연산을 수행하여 효율적인 메모리 사용을 가능하게 합니다.

다음 항목에서는 스트림의 주요 특징과 사용법에 대해 살펴보겠습니다.

2. 자바 스트림(Stream)의 특징

자바 스트림(Stream)의 주요 특징은 다음과 같습니다:

• 연속된 흐름: 스트림은 데이터의 연속된 흐름을 표현합니다. 데이터를 연속된 요소들의 시퀀스로 처리하는 것을 가능하게 해줍니다. 이는 반복문을 사용하지 않고도 데이터를 순차적으로 처리할 수 있다는 장점을 제공합니다.

• 내부 반복: 스트림은 내부적으로 데이터를 반복 처리하므로 개발자가 직접 반복문을 작성할 필요가 없어졌습니다. 대신, 람다식을 이용하여 처리 과정을 선언형으로 표현할 수 있습니다.

• 함수형 프로그래밍: 스트림은 함수형 프로그래밍의 개념을 도입하여 가독성과 유지보수성을 높여줍니다. 스트림은 메서드 체이닝을 통해 다양한 연산을 조합할 수 있으며, 각각의 연산은 독립적이고 사이드 이펙트가 없는 함수로 작성되어야 합니다.

• 지연된 연산: 스트림은 최종 연산이 호출될 때까지 중간 연산을 지연하여 처리합니다. 이는 필요한 데이터만 처리하고, 불필요한 데이터 처리를 피할 수 있어 효율적인 메모리 사용을 가능하게 합니다.

• 병렬 처리: 스트림은 내부적으로 병렬 처리를 지원합니다. 많은 데이터를 동시에 처리할 수 있는 병렬 스트림을 사용하면 멀티코어 프로세서의 성능을 최대한 활용할 수 있습니다.

자바 스트림은 이러한 특징들을 통해 간결하고 효율적인 데이터 처리를 가능하게 해주는 강력한 도구입니다. 다음 항목에서는 자바 스트림의 사용법에 대해 살펴보겠습니다.

3. 자바 스트림(Stream)의 사용법

자바 스트림(Stream)을 사용하기 위해서는 다음과 같은 단계를 따라야 합니다:

1. 스트림 생성: 스트림을 생성하기 위해서는 데이터 소스를 가져와야 합니다. 배열, 컬렉션, 파일 등 다양한 데이터 소스를 스트림으로 변환할 수 있습니다. 예를 들어, ArrayList의 스트림을 생성하려면 stream() 메서드를 호출하면 됩니다.

List<String> list = new ArrayList<>();
Stream<String> stream = list.stream();

2. 중간 연산 수행: 스트림을 가공하기 위해 중간 연산을 사용할 수 있습니다. 중간 연산은 데이터를 변환하거나 필터링하는 작업을 수행합니다. 예를 들어, filter() 메서드를 사용하여 조건에 맞는 요소만을 걸러낼 수 있습니다.

Stream<String> filteredStream = stream.filter(s -> s.length() > 5);

3. 최종 연산 수행: 최종 연산은 스트림의 요소를 소비하여 결과를 생성하거나 반환합니다. 스트림의 요소들을 수집하여 컬렉션으로 반환하거나, 요소들을 하나씩 탐색하거나, 요소들을 총합하거나, 요소들의 개수를 세는 등의 작업을 수행할 수 있습니다. 예를 들어, collect() 메서드를 사용하여 스트림의 요소를 리스트로 반환할 수 있습니다.

List<String> resultList = filteredStream.collect(Collectors.toList());

자바 스트림은 위와 같이 다양한 메서드 체이닝을 통해 데이터 처리 작업을 간결하게 표현할 수 있습니다. 중간 연산과 최종 연산을 조합하여 필요한 데이터 처리를 수행할 수 있습니다. 또한, 필요한 경우에는 병렬 처리를 사용하여 작업을 가속화할 수도 있습니다.

스트림은 불필요한 데이터 처리를 피하고 선언적으로 코드를 작성할 수 있는 장점을 제공하여, 효율적이고 가독성 좋은 데이터 처리를 가능하게 합니다.

4. 자바 스트림(Stream)의 예제: 필터링

자바 스트림(Stream)을 사용하여 데이터를 필터링하는 방법에 대해 알아보겠습니다. 필터링은 스트림의 요소들 중에서 특정 조건을 만족하는 요소들만을 선택하는 작업을 말합니다. 필터링은 데이터의 조건에 따라 선택적으로 작업을 수행할 때 유용하게 사용됩니다.

다음은 자바 스트림을 사용하여 문자열 리스트에서 길이가 5 이상인 문자열들만을 필터링하는 예제 코드입니다:

import java.util.ArrayList;
import java.util.List;
import java.util.stream.Collectors;

public class StreamExample {
    public static void main(String[] args) {
        List<String> names = new ArrayList<>();
        names.add("Alice");
        names.add("Bob");
        names.add("Charlie");
        names.add("David");
        names.add("Eve");

        // 길이가 5 이상인 문자열들만 필터링
        List<String> filteredNames = names.stream()
                                          .filter(name -> name.length() >= 5)
                                          .collect(Collectors.toList());

        // 결과 출력
        filteredNames.forEach(System.out::println);
    }
}

위 예제에서 filter() 메서드를 사용하여 name.length() >= 5 라는 조건을 만족하는 요소들을 선택하고, collect() 메서드를 사용하여 선택된 요소들을 리스트로 반환합니다. 이후 forEach() 메서드를 사용하여 리스트의 요소들을 출력합니다.

실행 결과는 다음과 같습니다:

Alice
Charlie
David

위 예제에서는 길이가 5 이상인 문자열들만 필터링했지만, 다양한 조건을 사용하여 필터링할 수 있습니다. filter() 메서드에 전달되는 람다식을 수정하여 원하는 조건으로 필터링 작업을 수행할 수 있습니다.

스트림을 사용한 필터링은 간결하고 가독성이 좋은 코드를 작성할 수 있으며, 데이터 처리 작업을 선언적으로 표현할 수 있어 유지보수성을 높여줍니다.

5. 자바 스트림(Stream)의 예제: 매핑

자바 스트림(Stream)을 사용하여 데이터를 매핑하는 방법에 대해 알아보겠습니다. 매핑은 스트림의 각 요소를 다른 요소로 변환하는 작업을 말합니다. 매핑은 데이터를 원하는 형태로 변환하거나, 특정 속성만을 추출하는 등의 작업에 유용하게 사용됩니다.

다음은 자바 스트림을 사용하여 문자열 리스트의 요소들을 대문자로 변환하는 예제 코드입니다:

import java.util.ArrayList;
import java.util.List;
import java.util.stream.Collectors;

public class StreamExample {
    public static void main(String[] args) {
        List<String> names = new ArrayList<>();
        names.add("alice");
        names.add("bob");
        names.add("charlie");
        names.add("david");
        names.add("eve");

        // 대문자로 매핑
        List<String> mappedNames = names.stream()
                                        .map(name -> name.toUpperCase())
                                        .collect(Collectors.toList());

        // 결과 출력
        mappedNames.forEach(System.out::println);
    }
}

위 예제에서 map() 메서드를 사용하여 각 요소를 name.toUpperCase() 로 매핑합니다. 이후 collect() 메서드를 사용하여 매핑된 요소들을 리스트로 반환합니다.

실행 결과는 다음과 같습니다:

ALICE
BOB
CHARLIE
DAVID
EVE

위 예제에서는 문자열 요소들을 대문자로 매핑했지만, 데이터의 형태나 속성에 따라 다양한 매핑 작업을 수행할 수 있습니다. map() 메서드에 전달되는 람다식을 수정하여 원하는 형태로 매핑 작업을 수행할 수 있습니다.

스트림을 사용한 매핑은 데이터를 유연하게 변환하거나 추출할 수 있는 간결하고 가독성이 좋은 코드를 작성할 수 있어 매우 유용합니다.