4. 람다 표현식을 이용한 설계

자바에서 OOP와 함수형 스타일은 서로 보완관계이며 함께 사용했을 때 상당한 효과를 볼 수 있다. 이 두가지 방법을 사용하면 수정과 확장이 쉽고 유연하며 효율적인 설계를 할 수 있다.

람다를 사용한 문제의 분리

클래스를 만드는 이유는 코드를 재사용하기 위해서이다. 이것은 좋은 의도이기는 하나 항상 올바른 것은 아니다. 고차 함수를 사용하면 클래스의 복잡한 구조 없이도 같은 목적을 달성할 수 있다.

설계 문제 살펴보기

문제를 분리하는 설계 아이디어를 설명하는 방법으로 asset 값들을 더하는 예제부터 시작해보자.

Asset Bean

public class Asset {
  public enum AssetType { BOND, STOCK }; 
  private final AssetType type;
  private final int value;
  public Asset(final AssetType assetType, final int assetValue) {
    type = assetType;
    value = assetValue;
  }
  public AssetType getType() { return type; }
  public int getValue() { return value; }
}

주어진 asset의 모든 값을 더하는 메서드를 작성해보자.

public static int totalAssetValues(final List<Asset> assets) {
  return assets.stream()
               .mapToInt(Asset::getValue) //primitive type을 지원하기위한 맵
               .sum();
}

mapToInt는 primitive type을 지원하기위한 함수이다. IntStream으로 반환되며, IntStream은 sum()이라는 추가적인 기능을 제공한다.

복잡한 문제 다루기

전체의 합계가 아닌 채권(Bond), 주식(Stock) 각각에 대해서 합계를 구하는 함수를 만들어 보자. (모든값을 더하는 메서드를 작성하였지만 생략함)

전체의 합, 채권의 합, 주식의 합을 구하는 메서드는 Strategy Pattern을 적용하기에 좋은 경우이다. 자바에서는 이 패턴을 구현하기 위해 종종 인터페이스, 클래스 등을 생성하지만, 람다 표현식으로 적용해보면 아래처럼 구현이 가능하다.

public static int totalAssetValues(final List<Asset> assets,
      final Predicate<Asset> assetSelector) {
  return assets.stream()
               .filter(assetSelector)
               .mapToInt(Asset::getValue)
               .sum();
}

//사용 (assets는 생략)
System.out.println("Total of all assets: " + 
  totalAssetValues(assets, asset -> true));

System.out.println("Total of bonds: " + 
  totalAssetValues(assets, asset -> asset.getType() == AssetType.BOND));

System.out.println("Total of stocks: " + 
  totalAssetValues(assets, asset -> asset.getType() == AssetType.STOCK));

Predicate 인터페이스는 참,거짓을 리턴하는 함수형이다.

람다 표현식을 사용하여 딜리게이트하기

클래스 레벨에서 문제를 분리하기. 재사용 측면에서 보면 딜리게이트(delegate)는 상속보다 더 좋은 설계 도구이다. 딜리게이트를 사용하면 다양한 구현을 쉽게 만들 수 있으며 좀 더 동적으로 여러 가지 비헤이비어(Behavior)를 추가할 수도 있다.

딜리게이트 생성

책임져야 할 부분을 다른 클래스에 딜리게이트하는 것보다, 메서드 레퍼런스로 딜리게이트하는 것이 더 좋다. 이러한 방법은 클래스의 개수가 늘어나는 것을 막아준다.

private Function<String, BigDecimal> priceFinder; //주식시세값을 반환한다.
//주식시세표와, 주식수로 주식의 가치를 결정하는 함수
public BigDecimal computeStockWorth(final String ticker, final int shares) {
  return priceFinder.apply(ticker).multiply(BigDecimal.valueOf(shares));
}

위 예제에서는 주식시세값을 반환하는 부분을 딜리게이트하였다. 이부분을 클래스에서 직접 구현하기보다, 외부에서 주입이 가능하도록 변경해보자 (Dependency inversion principle 원칙) 이렇게 하는 이유는 코드를 좀 더 확장할 수 있도록 한다.

//생성자
public CalculateNAV(final Function<String, BigDecimal> aPriceFinder) {
  priceFinder = aPriceFinder;
}

람다 표현식을 사용한 데코레이팅

데코레이터 패턴(decorator pattern)은 강력하지만 프로그래머는 종종 이 기능을 사용하는 것에 대해 주저한다. 이유는 클래스와 인터페이스의 계층에 대해 부담을 느끼기 때문이다. 다음 예제를 통하여 람다표현식을 사용하여 데코레이터 패턴을 어떻게 사용하는지 알아보자.

필터 설계

카메라에 필터를 추가하는 작업을 체인 형태로 연결해보자.

public class Camera {  
  private Function<Color, Color> filter;

  public Color capture(final Color inputColor) {
      final Color processedColor = filter.apply(inputColor);
      //... more processing of color...
      return processedColor;
  }
}

위 코드에서 filter는 Color를 받아서 처리하고 처리한 Color를 리턴하는 함수이다. 클래스가 설계된 것을 보면 하나의 필터만 사용하지만, 다양한 필터를 사용할 수 있도록 수정해보자.

public void setFilters(final Function<Color, Color>... filters) {
  filter = Stream.of(filters)
          .reduce((filter, next) -> filter.andThen(next)) //책에는 compose로 작성되었는데, 잘못나온것 같음...
          .orElse(color -> color);
}

위 코드에서는 Function 인터페이스가 제공해주는 default method인 andThen() 함수를 이용한다. andThen함수는 함수를 합성해주는 함수이다. 함수를 합성해주는 함수는 andThen이외에도 compose함수가 존재한다.

funcA.andThen(funcB) => funcB(funcA(input))
    => input -> funcA -> funcB -> result
funcA.compose(funcB) => funcA(funcB(input))
    => input -> funcB -> funcA -> result

다시 필터로 돌아가서 코드를 살펴보면 reduce를 통해 filter함수를 합성하는 방식으로, 합성된 하나의 filter함수를 얻는다. setFilter함수의 기능으로 우리는 filter들의 다양한 조합을 만들 수 있는 데코레이터 패턴을 손쉽게 구현이 가능하다.

//어두운 필터
camera.setFilters(Color::darker);

//밝은 필터
camera.setFilters(Color::brighter);

//어둡고, 밝은 필터를 동시에..
camera.setFilters(Color::darker, Color::brighter);

디폴트 메서드 들여다보기

자바 컴파일러는 디폴트 메서드를 사용하기 위해 다음과 같은 간단한 규칙을 따른다.

• 서브 타입은 슈퍼 타입으로부터 자동으로 디폴트 메서드를 넘겨받는다.
• 디폴트 메서드를 사용하는 인터페이스에서 서브타입에서 구현된 디폴트 메서드는 슈퍼타입에 있는 것보다 우선한다.
• 추상 선언을 포함하여 클래스에 있는 구현은 모든 인터페이스의 디폴트보다 우선한다.
• 두 개 이상의 디폴트 메서드의 구현이 충돌하는 경우 혹은 두 개의 인터페이스에서 디폴트 추상 충돌(default-abstract conflict)이 발생하는 경우, 상속하는 클래스가 명확하게 해야한다.