[Java] Function interface를 사용한 함수 구현

Function interface

위 사진은 Function<T,R> 인터페이스에 대한 설명이다.

Function<T,R> 인터페이스에서는 apply 추상 메서드가 존재한다.

인자로 T를 받아 R을 리턴한다.

기본적인 내용이다. 앞으로 설명할 예제에는 람다식이 존재한다.

그렇다면, 람다식(Lambda Expression)에 대해서 알고 가자

람다식(Lambda Expression)

람다식(Lambda Expression)이란 함수를 하나의 식(expression)으로 표현한 것이다.
함수를 람다식으로 표현하면 메소드의 이름이 필요 없기 때문에, 람다식은 이름이 없는 함수인 익명 함수(Anonymous Function)의 한 종류라고 볼 수 있다.

기존의 메서드를 선언하는 방식과 람다 방식의 차이를 코드로 살펴보자.

// 기존의 방식
반환티입 메소드명 (매개변수, ...) {
    실행문
}

// 예시
public String hello() {
    return "Hello World!";
}

다음은 람다 방식으로 구현한 예제 코드이다.
메서드명이 생략되며, 괄호() 와 화살표-> 기호를 이용해 함수를 선언한다.

// 람다 방식
(매개변수, ... ) -> { 실행문 ... }

// 예시
() -> "Hello World!";

Function interface를 사용해서 요구사항 해결

정수 입력을 받아 출력으로 2를 곱한 입력을 반환하는 람다 함수를 구현해보자.

Function<Integer, Integer> multiplyByTwo = x -> x * 2;

• 테스트 코드

@ParameterizedTest
@CsvSource(value = {"1:2", "5:10", "50:100"}, delimiter = ':')
void multiplyByTwo(int number, int result) {
    // given
    Function<Integer, Integer> multiplyByTwo = x -> x * 2;

    //when
    int acture = multiplyByTwo.apply(number);

    //thenm
    assertEquals(acture, result);
}

정수 목록을 입력으로 받아 목록에 있는 모든 짝수의 합을 반환하는 함수를 구현해보자.

Function<List<Integer>, Integer> sumEvenNumbers = nums -> {
    return nums.stream()
                .filter(number -> number % 2 == 0)
                .mapToInt(Integer::intValue)
                .sum();
};

• 테스트 코드

@Test
@DisplayName("Function API를 활용한 모든 짝수의 합을 반환")
void sum_of_even_numbers2() {
    // given
    List<Integer> numbers = Arrays.asList(1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10);

    //when
    Function<List<Integer>, Integer> sumEvenNumbers = nums -> {
        return nums.stream()
                    .filter(number -> number % 2 == 0)
                    .mapToInt(Integer::intValue)
                    .sum();
    };

    //then
    assertEquals(sumEvenNumbers.apply(numbers), 30);
}

문자열 목록을 입력으로 받고 입력 목록에 있는 모든 문자열의 길이 목록을 반환하는 함수 구현

Function<List<String>, Integer> sumStringLength = strings -> {
    return strings.stream()
            .map(value -> value.length())
            .mapToInt(Integer::intValue)
            .sum();
};

• 테스트 코드

@Test
@DisplayName("문자열 목록을 입력받고, 모든 문자열의 길이를 반환")
void sum_of_all_String_length() {
    // given
    List<String> fruits = Arrays.asList("apple", "peach", "waterMelon", "strawberry");

    //when
    Function<List<String>, Integer> sumStringLength = strings -> {
        return strings.stream()
                .map(value -> value.length())
                .mapToInt(Integer::intValue)
                .sum();
    };

    //then
    assertEquals(sumStringLength.apply(fruits), 30);
}

정수 목록을 입력으로 받아 목록의 최대값을 반환하는 함수를 구현

Function<List<Integer>, Integer> find_max_value = nums -> {
    return nums.stream()
            .mapToInt(x -> x)
            .max()
            .orElseThrow(NoSuchElementException::new);
};

• 테스트 코드

@Test
@DisplayName("정수 목록을 입력으로 받아 목록의 최대값을 반환")
void find_max_value() {
    // given
    List<Integer> numbers = Arrays.asList(100, 10, 500, 1000, 30, 0, -1, 400);

    // when
    Function<List<Integer>, Integer> find_max_value = nums -> {
        return nums.stream()
                .mapToInt(x -> x)
                .max()
                .orElseThrow(NoSuchElementException::new);
    };

    // then
    assertEquals( find_max_value.apply(numbers), 1000);
}

문자열 목록을 입력으로 받아 문자 "A"로 시작하는 모든 문자열 목록을 반환하는 함수를 구현

BiFunction<List<String>, String, List<String>> find_startswith_s = (strings, targetString) -> {
    return strings.stream()
                .filter(string -> string.toLowerCase().startsWith(targetString.toLowerCase()))
                .collect(Collectors.toList());
};

• 테스트 코드

@Test
@DisplayName("문자열 목록을 입력으로 받아 소문자 's'로 시작하는 모든 문자열 목록을 반환")
void find_startswith_s() {
    // given
    List<String> fruits = Arrays.asList("apple", "peach", "waterMelon", "strawberry","sugarApple");

    // when
    BiFunction<List<String>, String, List<String>> find_startswith_s = (strings, targetString) -> {
        return strings.stream()
                    .filter(string -> string.toLowerCase().startsWith(targetString.toLowerCase()))
                    .collect(Collectors.toList());
    };

    // then
    assertThat(find_startswith_s.apply(fruits, "s"))
                .contains("strawberry")
                .contains("sugarApple")
                .doesNotContain("apple");
}