자바/함수형 프로그래밍

Stream 종결처리

끄적끄적 2022. 5. 27. 22:34

Stream 종결처리
max – Stream 안의 데이터 중 최대값을 반환. Stream이 비어있다면 빈 Optional을 반환.
min – Stream 안의 데이터 중 최소값을 반환. Stream이 비어있다면 빈 Optional을 반환.
• count – Stream 안의 데이터의 개수를 반환.

Optional<T> max(Comparator<? super T> comparator);
Optional<T> min(Comparator<? super T> comparator);
long count();

사용예

Optional<Integer> max = Stream.of(5, 3, 6, 2, 1)
    .max(Integer::compareTo);

User firstUser = users.stream()
.min((u1, u2) -> u1.getName().compareTo(u2.getName()))
.get();

long unverfiedUsersIn24Hrs = users.stream()
    .filter(user -> user.getCreatedAt().isAfter(now.minusDays(1)))
    .filter(user -> !user.isVerified())
    .count();    
    
Optional<BigDecimal> maxAmountError = orders.stream()
        .filter(order -> order.getStatus() == OrderStatus.ERROR)
        .map(Order::getAmount)
        .max((o1, o2) -> o1.compareTo(o2));

 

• allMatch – Stream 안의 모든 데이터가 predicate을 만족하면 true
anyMatch – Stream 안의 데이터 중 하나라도 predicate을 만족하면 true

boolean allMatch(Predicate<? super T> predicate);
boolean anyMatch(Predicate<? super T> predicate);

사용예

List<Integer> numbers = Arrays.asList(3, -4, 2, 7, 9);
boolean allPostive = numbers.stream()
        .allMatch(number -> number > 0);
System.out.println("Are all numbers positive: " + allPostive);

boolean anyNegative = numbers.stream()
        .anyMatch(number -> number < 0);
System.out.println("Is any number negative: " + anyNegative);

boolean areAllUserVerified = users.stream()
        .allMatch(User::isVerified);

boolean isAnyOrderInErrorStatus = orders.stream()
        .anyMatch(order -> order.getStatus() == OrderStatus.ERROR);

 

findFirst – Stream 안의 첫번째 데이터를 반환. Stream이 비어있다면 비어있는 Optional을 반환.
findAny – Stream 안의 아무 데이터나 리턴. 순서가 중요하지 않고 Parallel Stream을 사용할 때 최적화를 할 수 있다.
마찬가지로 Stream이 비어있다면 빈 Optional을 반환.

Optional<T> findFirst();
Optional<T> findAny();
Optional<Integer> anyNegativeInteger = Stream.of(3, 2, -5, 6)
    .filter(x -> x < 0)
    .findAny();
System.out.println(anyNegativeInteger.get());

Optional<Integer> firstPositiveInteger = Stream.of(3, 2, -5, 6)
    .filter(x -> x > 0)
    .findFirst();
System.out.println(firstPositiveInteger.get());

Reduce 함수  :  주어진 함수를 반복 적용해 Stream 안의 데이터를 하나의 값으로 합치는 작업
• Max / Min / Count도 사실 reduce의 일종

• reduce 1 – 주어진 accumulator를 이용해 데이터를 합침. Stream이 비어있을 경우 빈 Optional을 반환.
• reduce 2 – 주어진 초기값과 accumulator를 이용. 초기값이 있기 때문에 항상 반환값이 존재.
• reduce 3 – 합치는 과정에서 타입이 바뀔 경우 사용. Map + reduce로 대체 가능.

Optional<T> reduce(BinaryOperator<T> accumulator);
T reduce(T identity, BinaryOperator<T> accumulator);
<U> U reduce(U identity,
            BiFunction<U, ? super T, U> accumulator,
            BinaryOperator<U> combiner);
List<Integer> numbers = Arrays.asList(1, 4, -2, -5, 3);
int sum = numbers.stream()
        .reduce((x, y) -> x + y)
        .get();

int min = numbers.stream()
        .reduce((x, y) -> x < y ? x : y)
        .get();

int product = numbers.stream()
        .reduce(1, (x, y) -> x * y);

List<String> numberStrList = Arrays.asList("3", "2", "5", "-4");
int sumOfNumberStrList = numberStrList.stream()
        .map(Integer::parseInt)
        .reduce(0, (x, y) -> x + y);

int sumOfNumberStrList2 = numberStrList.stream()
        .reduce(0, (number, str) -> number + Integer.parseInt(str), (num1, num2) -> num1 + num2);

int sumOfNumberOfFriends = users.stream()
        .map(User::getFriendUserIds)
        .map(List::size)
        .reduce(0,  (x, y) -> x + y);

BigDecimal sumOfAmounts = orders.stream()
        .map(Order::getOrderLines)
        .flatMap(List::stream)
        .map(OrderLine::getAmount)
        .reduce(BigDecimal.ZERO, (x, y) -> x.add(y));

 

Collectors
• collect – 주어진 collector를 이용해 Stream안의 데이터를 합침. 일반적으로 특정 data structure로 데이터를 모을 때 사용.
• Collectors – 자주 쓰일법한 유용한 collector들을 모아놓은 util class. java.util.stream 패키지에서 제공.
• mapping – Map과 collect를 합쳐놓은 역할을 해주는 collector.  일반적으로는 map을 한 후 collect를 해도 되지만 groupingBy 등 필요할 때가 있다.
• reducing – reduce를 해주는collector.
• 이외에도 filtering, flatMapping, counting, minBy, maxBy 등도 있다.

List<Integer> numberList = Stream.of(3, 5, -3, 3, 4, 5)
        .collect(Collectors.toList());

Set<Integer> numberSet = Stream.of(3, 5, -3, 3, 4, 5)
        .collect(Collectors.toSet());

List<Integer> numberList2 = Stream.of(3, 5, -3, 3, 4, 5)
        .collect(Collectors.mapping(x -> Math.abs(x), Collectors.toList()));

Set<Integer> numberSet2 = Stream.of(3, 5, -3, 3, 4, 5)
        .collect(Collectors.mapping(x -> Math.abs(x), Collectors.toSet()));

int sum = Stream.of(3, 5, -3, 3, 4, 5)
        .collect(Collectors.reducing(0, (x, y) -> x + y));

 

toMap
• Stream 안의 데이터를 map의 형태로 반환해주는 collector
• keyMapper – 데이터를 map의 key로 변환하는 Function
• valueMapper – 데이터를 map의 value로 변환하는 Function

public static <T, K, U>
Collector<T, ?, Map<K,U>> toMap(Function<? super T, ? extends K> keyMapper,
                                Function<? super T, ? extends U> valueMapper) {
    return new CollectorImpl<>(HashMap::new,
                               uniqKeysMapAccumulator(keyMapper, valueMapper),
                               uniqKeysMapMerger(),
                               CH_ID);
}

사용예

Map<Integer, String> numberMap = Stream.of(3, 5, -4, 2, 6)
        .collect(Collectors.toMap(Function.identity(), x -> "Number is " + x));

Map<Integer, User> userIdToUserMap = users.stream()
        .collect(Collectors.toMap(User::getId, Function.identity()));

// TODO: Create a map from order id to order status
Map<Long, OrderStatus> collect = orders.stream()
        .collect(Collectors.toMap(Order::getId, Order::getStatus));

 

groupingBy
• Stream 안의 데이터에 classifier를 적용했을 때 결과값이 같은 값끼리 List로 모아서 Map의 형태로 반환해주는 collector.
이 때 key는 classifier의 결과값, value는 그 결과값을 갖는 데이터들.
• 예를 들어 stream에 {1, 2, 5, 7, 9, 12, 13}이 있을 때 classifier가 x -> x % 3이라면 반환되는 map은  {0 = [9, 12], 1 = [1, 7, 13], 2 = [2, 5]}.
• 두 번째 매개변수로 downstream collector를 넘기는 것도 가능
• 그 경우 List 대신 collector를 적용시킨 값으로 map의 value가 만들어짐
• 이 때 자주 쓰이는 것이 mapping / reducing 등의 collector

public static <T, K, A, D>
Collector<T, ?, Map<K, D>> groupingBy(Function<? super T, ? extends K> classifier,
                                      Collector<? super T, A, D> downstream) {
    return groupingBy(classifier, HashMap::new, downstream);
}
List<Integer> numbers = Arrays.asList(13, 2, 101, 203, 304, 402, 305, 349, 2312, 203);
Map<Integer, List<Integer>> unitDigitMap = numbers.stream()
        .collect(Collectors.groupingBy(number -> number % 10));

Map<Integer, Set<Integer>> unitDigitSet = numbers.stream()
        .collect(Collectors.groupingBy(number -> number % 10, Collectors.toSet()));

Map<Integer, List<String>> unitDigitStrMap = numbers.stream()
        .collect(Collectors.groupingBy(number -> number % 10,
                Collectors.mapping(number -> "unit digit is " + number, Collectors.toList())));

Map<OrderStatus, List<Order>> orderStatusMap = orders.stream()
        .collect(Collectors.groupingBy(Order::getStatus));

Map<OrderStatus, BigDecimal> orderStatusToSumOfAmountMap = orders.stream()
        .collect(Collectors.groupingBy(Order::getStatus,
                Collectors.mapping(Order::getAmount, 
                        Collectors.reducing(BigDecimal.ZERO, BigDecimal::add))));

partitioningBy
• GroupingBy와 유사하지만 Function 대신 Predicate을 받아 true와 false 두 key가 존재하는 map을 반환하는 collector
• 마찬가지로 downstream collector를 넘겨 List 이외의 형태로 map의 value를 만드는 것 역시 가능

public static <T>
Collector<T, ?, Map<Boolean, List<T>>> partitioningBy(Predicate<? super T> predicate) {
    return partitioningBy(predicate, toList());
}

public static <T, D, A>
Collector<T, ?, Map<Boolean, D>> partitioningBy(Predicate<? super T> predicate,
                                                Collector<? super T, A, D> downstream) {
List<Integer> numbers = Arrays.asList(13, 2, 101, 203, 304, 402, 305, 349, 2312, 203);
Map<Boolean, List<Integer>> numberPartitions = numbers.stream()
        .collect(Collectors.partitioningBy(number -> number % 2 == 0));
System.out.println("Even number: " + numberPartitions.get(true));
System.out.println("Odd number: " + numberPartitions.get(false));

Map<Boolean, List<User>> userPartitions = users.stream()
        .collect(Collectors.partitioningBy(user -> user.getFriendUserIds().size() > 5));
        
EmailService emailService = new EmailService();
for (User user: userPartitions.get(true)) emailService.sendPlayWithFriendsEmail(user);
for (User user: userPartitions.get(false)) emailService.sendMakeMoreFriendsEmail(user);

위의 예제는 forEach를 활용하면 아래와 같이도 가능하다

users.stream()
        .filter(user -> user.getFriendUserIds().size() > 5)
        .forEach(emailService::sendPlayWithFriendsEmail);
users.stream()
        .filter(user -> user.getFriendUserIds().size() <= 5)
        .forEach(emailService::sendMakeMoreFriendsEmail);

forEach
• 제공된 action을 Stream의 각 데이터에 적용해주는 종결 처리 메서드
• Java의 iterable 인터페이스에도 forEach가 있기 때문에 Stream의 중간처리가 필요없다면 iterable collection(Set, List 등)에서 바로 쓰는 것도 가능

Stream<T> filter(Predicate<? super T> predicate);
List<Integer> numbers = Arrays.asList(3, 5, 2, 1);
numbers.stream().forEach(number -> System.out.println("The number is " + number));
numbers.forEach(number -> System.out.println("The number is " + number));

users.stream()
    .filter(user -> !user.isVerified())
    .forEach(emailService::sendVerifyYourEmailEmail);
    
IntStream.range(0, users.size()).forEach(i -> {
    User user = users.get(i);
    System.out.println("Do an operation on user " + user.getName() + " at index " + i);
});

parallel
• 여러개의 스레드를 이용하여 stream의 처리 과정을 병렬화 (parallelize)
• 중간 과정은 병렬 처리 되지만 순서가 있는 Stream의 경우 종결 처리 했을
때의 결과물이 기존의 순차적 처리와 일치하도록 종결 처리과정에서 조정된다. 즉 List로 collect한다면 순서가 항상 올바르게 나온다는 것.

users.stream().parallel()
    .filter(user -> !user.isVerified())
    .forEach(emailService::sendVerifyYourEmailEmail);
            
List<User> processedUsers = users.parallelStream()
    .map(user -> {
        System.out.println("Capitalize user name for user " + user.getId());
        user.setName(user.getName().toUpperCase());
        return user;
    })
    .map(user -> {
        System.out.println("Set 'isVerified' to true for user " + user.getId());
        user.setVerified(true);
        return user;
    })
    .collect(Collectors.toList());

 

lazy Evaluation : 스트림에서는 종결처리할때까지 미루다가 처리됨

Stream<Integer> integerStream = Stream.of(3, -2, 5, 8, -3, 10)
      .filter(x -> x > 0)
      .peek(x -> System.out.println("peeking " + x))
      .filter(x -> x % 2 ==0);
System.out.println("Before collect");

List<Integer> integers = integerStream.collect(Collectors.toList());
System.out.println("After collect: " + integers);
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