함수형 인터페이스와 람다를 이용한 코드 중복 제거

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코드를 작성하다 보면 비슷한 로직의 중복 코드가 생길 수 있고, 그로 하여금 관리 지점이 늘어나기 때문에 대부분 리팩터링의 대상으로 취급한다.

이번 글에서는 함수형 인터페이스와 람다에 대해 알아보고, 이를 이용해 코드의 중복을 제거하는 방법을 다룰 것이다.

함수형 인터페이스(Functional Interface)

public interface Comparator<T> {
    int compare(T o1, T o2);
}

위 코드는 Java API의 함수형 인터페이스인 Comparator이다. 이처럼 추상 메서드를 단 하나만 가지고 있는 인터페이스를 함수형 인터페이스라고 한다. 또한 인터페이스에서 모든 메서드는 암시적으로 추상 메서드이기 때문에 abstract 키워드를 쓰지 않는다.

Java 8 부터 인터페이스는 default method 를 포함할 수 있는데, 여러 개의 디폴트 메서드가 있더라도 추상 메서드가 오직 하나면 함수형 인터페이스이다. 즉, default method 또는 static method는 여러 개가 존재해도 함수형 인터페이스일 수 있다.

그리고 @FunctionalInterface 어노테이션을 사용할 수 있는데, 이 어노테이션은 해당 인터페이스가 함수형 인터페이스 조건에 맞는지 컴파일 시점에 검사할 수 있게 한다. @FunctionalInterface 어노테이션이 없어도 함수형 인터페이스로 동작하고 사용하는 데 문제는 없지만, 인터페이스 검증과 유지보수를 위해 붙여주는 게 좋다.

람다(Lambda)

람다는 쉽게 말해서 메서드에 전달할 수 있는 ‘동작’이라고 이해하면 된다.

메서드와 비슷하지만 특정 클래스에 종속되지 않으며 이름을 갖지 않는다.

쉽게 말해 메서드를 하나의 식으로 표현한 것이다.

int min(int x, int y) {
    return x < y ? x : y;
}

위 메서드를 람다로 표현하면 아래와 같다.

(x, y) -> x < y ? x : y;

핵심은 간결하고, 유연하다는 것이다. 메서드를 람다 표현식으로 표현하면 클래스 작성 및 객체 생성을 하지 않아도 메서드처럼 사용할 수 있다.

람다 표현식은 위와 같이 람다 파라미터, 화살표, 람다 바디로 이루어져있다.

화살표는 람다 파라미터와 람다 바디를 구분하며 람다 바디는 람다의 반환값에 해당하는 표현식이다.

람다 표현식에는 return이 함축되어 있으므로 return문과 세미 콜론을 명시적으로 사용하지 않아도 된다.

함수형 인터페이스와 람다를 이용한 코드 중복 제거

함수형 인터페이스에 람다 표현식을 접목할 수 있다.

함수형 인터페이스가 가지고 있는 추상 메서드의 구현을 람다 표현식으로 직접 전달할 수 있다.

함수형 인터페이스는 어떤 식으로든 구현될 수 있는 추상 메서드를 가지고 있고, 람다는 그 추상 메서드를 구현함과 동시에 전달할 수 있는 것이다.

실제로 사이드 프로젝트를 하면서 활용한 부분을 얘기해보려고 한다.

기존의 중복 코드

다음 코드는 여러 축구 경기의 총 헤딩 시도 횟수와 , 총 중거리 슛 시도 횟수를 계산하는 로직이다.

이때, 지표의 종류만 다를 뿐 각 지표의 횟수를 가져오는 로직에서 거의 동일하다고 볼 수 있을 정도의 중복을 볼 수 있다.

public int getTotalHeaderAttempt() {
    // 각 경기의 총 헤딩 시도 횟수를 가져와 더한다.
    int sumOfHeaderAttempt = 0;
    for (Match match : matches) {
        sumOfHeaderAttempt += match.getHeaderAttempt();
    }
    return sumOfHeaderAttempt;
}

public int getTotalMiddleShootAttempt() {
    // 각 경기의 총 중거리 슛 시도 횟수를 가져와 더한다.
    int sumOfMiddleShootAttempt = 0;
    for (Match match : matches) {
        sumOfMiddleShootAttempt += match.getMiddleShootAttempt();
    }
    return sumOfMiddleShootAttempt;
}

개선된 코드

@FunctionalInterface
public interface Counter { 
    int getCountOfStat(Match match);
}

먼저, 함수형 인터페이스 Counter를 만들었다. 각 지표의 횟수를 셀 수 있도록 구현될 수 있는 추상 메서드인 getCountOfStat를 가지도록 하였다.

총 헤딩 시도 횟수를 가져오도록 하고 싶을 땐 추상 메서드의 구현으로써 Match.getHeaderAttempt()를 전달하고, 총 중거리 슛 시도 횟수를 가져오도록 하고 싶을 땐 Match.getMiddleShootAttempt()를 전달하면 될 것이다.

실제로 함수형 인터페이스에 추상 메서드의 구현을 전달하는 부분을 살펴보자.

private int calculateTotalCount(List<Match> matches, Counter counter) {
    int count = 0;
    for (Match match : matches) {
        count += counter.getCountOfStat(match);
    }
    return count;
}

public double getTotalHeaderAttempt() {
    return calculateTotalCount(matches, match -> getHeaderAttemptCount());
}

public double getTotalMiddleShootAttempt() {
    return calculateTotalCount(matches, match -> getMiddleShootAttemptCount());
}

calcualteTotalCount 메서드에서 함수형 인터페이스를 파라미터로 받아 그 구현을 실행하는 것을 볼 수 있다.

getTotalHeaderAttempt와 getTotalMiddleShootAttempt 메서드는 calcualteTotalCount 메서드로 함수형 인터페이스의 추상 메서드 구현체를 람다를 이용하여 전달하고 있음을 볼 수 있다. 참고로 람다식은 메서드 참조를 이용하여 불필요한 매개 변수를 제거할 수도 있다.

마무리

함수형 인터페이스와 람다를 이용하여 중복 코드를 제거하는 방법에 대해 알아보았다.

다만, Java는 기본적으로 많이 사용되는 함수형 인터페이스를 제공하기 때문에 매번 함수형 인터페이스를 직접 만들어서 사용하는 건 불필요한 작업일 수 있다.

이 글에서는 연습 삼아 별도의 함수형 인터페이스를 만들었지만, Java에서 제공하는 ToIntFunction을 사용해도 무리가 없었다.

기본적으로 제공되는 것만 사용해도 웬만한 람다식은 다 만들 수 있기 때문에, 어떤 게 있는지 잘 파악해서 활용하자.

Reference

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