[Java] 타겟 타입과 함수적 인터페이스

람다식의 형태는 매개 변수를 가진 코드 블록이기 때문에 마치 자바의 메소드를 선언하는 것처럼 보여진다. 자바는 메소드를 단독으로 선언할 수 없고 항상 클래스의 구성 멤버로 선언하기 때문에 람다식은 단순히 메소드를 선언하는 것이 아니라 이 메소드를 가지고 있는 객체를 생성해 낸다. 그럼 어떤 타입의 객체를 생성하는 것일까? 다음 코드를 보자.

인터페이스 변수 = 람다식;

 

람다식은 인터페이스 변수에 대입된다. 이 말은 람다식은 인터페이스의 익명 구현 객체를 생성한다는 뜻이 된다. 인터페이스는 직접 객체화할 수 없기 때문에 구현 클래스가 필요한데, 람다식은 익명 구현 클래스를 생성하고 객체화한다. 람다식은 대입될 인터페이스의 종류에 따라 작성 방법이 달라지기 때문에 람다식이 대입될 인터페이스를 람다식의 타겟 타입(target type)이라고 한다.

 

함수적 인터페이스(@FunctionalInterface)

모든 인터페이스를 람다식의 타겟 타입으로 사용할 수는 없다. 람다식이 하나의 메소드를 정의하기 때문에 두 개 이상의 추상 메소드가 선언된 인터페이스는 람다식을 이용해서 구현 객체를 생성할 수 없다. 하나의 추상 메소드가 선언된 인터페이스만이 람다식의 타겟 타입이 될 수 있는데, 이러한 인터페이스를 함수적 인터페이스(functional interface)라고 한다. 함수적 인터페이스를 작성할 때 두 개 이상의 추상 메소드가 선언되지 않도록 컴파일러가 체킹해주는 기능이 있는데, 인터페이스 선언 시 @FunctionalInterface 어노테이션을 붙이면 된다. 이 어노테이션은 두 개 이상의 추상 메소드가 선언되면 컴파일 오류를 발생시킨다.

@FunctionalInterface
public interface MyFunctionalInterface {
    public void method();
    public void otherMethod(); // 컴파일 오류
}

 

@FunctionalInterface 어노테이션은 선택사항이다. 이 어노테이션이 없더라도 하나의 추상 메소드만 있다면 모두 함수적 인터페이스이다. 그러나 실수로 두 개 이상의 추상 메소드를 선언하는 것을 방지하고 싶다면 붙여주는 것이 좋다. 람다식은 타겟 타입인 함수적 인터페이스가 가지고 있는 추상 메소드의 선언 형태에 따라서 작성 방법이 달라지는데, 이것에 대해서 자세히 알아보기로 하자.

 

매개 변수와 리턴값이 없는 람다식

다음과 같이 매개 변수와 리턴값이 없는 추상 메소드를 가진 함수적 인터페이스가 있다고 가정해보자.

// MyFunctionalInterface.java -- 함수적 인터페이스
@FunctionalInterface
public interface MyFunctionalInterface {
    public void method();
}

 

이 인터페이스를 타겟 타입으로 갖는 람다식은 다음과 같은 형태로 작성해야 한다. 람다식에서 매개 변수가 없는 이유는 method()가 매개 변수를 가지지 않기 때문이다.

MyFunctionalInterface fi = () -> { ... }

 

람다식이 대입된 인터페이스의 참조 변수는 다음과 같이 method()를 호출할 수 있다. method() 호출은 람다식의 중괄호 { }를 실행시킨다.

fi.method();

// MyFunctionalInterfaceExample.java -- 람다식
public class MyFunctionalInterfaceExample {
    public static void main(String[] args) {
        MyFunctionalInterface fi;
        
        fi = () -> {
            String str = "method call1";
            System.out.println(str);
        };
        fi.method();
        
        fi = () -> { System.out.println("method call2"); };
        fi.method();
        
        fi = () -> System.out.println("method call3");
        fi.method();
    }
}

 

매개 변수가 있는 람다식

다음과 같이 매개 변수가 있고 리턴값이 없는 추상 메소드를 가진 함수적 인터페이스가 있다고 보자.

// MyFunctionalInterface.java -- 함수적 인터페이스
@FunctionalInterface
public interface MyFunctionalInterface {
    public void method(int x);
}

 

이 인터페이스를 타겟 타입으로 갖는 람다식은 다음과 같은 형태로 작성해야 한다. 람다식에서 매개 변수가 한 개인 이유는 method()가 매개 변수를 하나만 가지기 때문이다.

MyFunctionalInterface fi = (x) -> { ... } 또는 x -> { ... }

 

람다식이 대입된 인터페이스 참조 변수는 다음과 같이 method()를 호출할 수 있다. 매개값으로 5를 주면 람다식의 x 변수에 5가 대입되고 x는 중괄호 { }에서 사용된다.

fi.method(5);

// MyFunctionalInterfaceExample.java -- 람다식
public class MyFunctionalInterfaceExample {
    public static void main(String[] args) {
        MyFunctionalInterface fi;
        
        fi = (x) -> {
            int result = x * 5;
            System.out.println(result);
        };
        fi.method(2);
        
        fi = (x) -> { System.out.println(x*5); };
        fi.method(2);
        
        fi = x -> System.out.println(x*5);
        fi.method(2);
    }
}

 

리턴값이 있는 람다식

다음과 같이 매개 변수가 있고 리턴값이 있는 추상 메소드를 가진 함수적 인터페이스가 있다고 보자.

// // MyFunctionalInterface.java -- 함수적 인터페이스
public interface MyFunctionalInterface {
    public int method(int x, int y);
}

 

이 인터페이스를 타겟 타입으로 갖는 람다식은 다음과 같은 형태로 작성해야 한다. 람다식에서 매개 변수가 두 개인 이유는 method()가 매개 변수를 두 개 가지기 때문이다. 그리고 method()가 리턴 타입이 있기 때문에 중괄호 { }에는 return 문이 있어야 한다.

MyFunctionalInterface fi = (x, y) -> { ...; return 값; }

 

만약 중괄호 { }에 return 문만 있고, return 문 뒤에 연산이나 메소드 호출이 오는 경우라면 다음과 같이 작성할 수 있다.

// 1번
MyFunctionalInterface fi = (x, y) => {
    return x + y;
}

// 1번과 동일
MyFunctionalInterface fi = (x, y) -> x + y;


// 2번
MyFunctionalInterface fi = (x, y) -> {
    return sum(x, y);
}

// 2번과 동일
MyFunctionalInterface fi = (x, y) -> sum(x, y);

 

람다식이 대입된 인터페이스 참조 변수는 다음과 같이 method()를 호출할 수 있다. 매개값으로 2와 5를 주면 람다식의 x변수에 2, y변수에 5 가 대입되고 x와 y는 중괄호 { }에서 사용된다.

int result = fi.method(2, 5);

// MyFunctionalInterfaceExample.java -- 람다식
public class MyFunctionalInterfaceExample {
    public static void main(String[] args) {
        MyFunctionalInterface fi;
        
        fi = (x, y) -> {
            int result = x + y;
            return result;
        };
        System.out.println(fi.method(2, 5));
        
        fi = (x, y) -> { return x + y; };
        System.out.println(fi.method(2, 5));
        
        fi = (x, y) -> x + y;
        System.out.println(fi.method(2, 5));
        
        fi = (x, y) -> sum(x, y);
        System.out.println(fi.method(2, 5));
        
        public static int sum(int x, int y) {
            return (x + y);
        }
    }
}