lambda and closure jihoon - GANGNAM-JAVA/JAVA-STUDY GitHub Wiki

1. 람다 대수는 이름을 가질 필요가 없다.(익명 함수)
2. 두 개 이상의 입력이 있는 함수는 최종적으로 1개의 입력만 받는 람다 대수로 단순화 될 수 있다.(커링)

• 익명 함수는 람다 대수로부터 영향을 받아 만들어진 프로그래밍에서 함수를 표현하는 방식의 일종.
• Java8부터 지원하게 된 람다가 익명 함수를 의미한다.
• 익명 함수면서 일급 객체의 특징을 가지고 있으면 lambda라고 할 수 있다.
  • 일급 객체는 함수의 인자로 넘겨 받을 수도 있으며, 함수의 결과값으로 리턴할 수도 있고, 변수에 할당할 수도 있다는 것을 말한다.

function adder(a) {
  return function(b) {
    return a + b;
  }
}

var add5 = adder(5);
add5(10); // 15

클로저는 람다로부터 파생된 개념이다.
add5라는 함수의 입장에서 생각해볼 때, 자신의 스코프 내에 있는 b라는 변수는 인자로 받은 변수이고 해당 스코프 내에 갇혀있지만, a라는 변수는 대체 어디서 와서 사용되고 있는지 알 수가 없다. 이때의 a를 자유 변수(Free variable), b를 묶인 변수(Bound variable) 라고 부른다.

위의 람다식에서는 자유 변수와 묶인 변수를 하나씩 사용하고 있다. 람다식은 사용하는 변수의 종류에 따라 두 종류로 나눌 수 있다. 바로 닫힌 람다식(Closed expression)과 열린 람다식(Open expression) 이다.

람다 표현식에서 사용하는 변수들이 모두 묶인 변수일 때, 닫힌 람다식이라고 부른다. 그리고 람다 표현식에서 사용하는 변수들 중 하나라도 자유 변수가 있을 때 열린 람다식이라고 부른다.

클로저는 이름처럼 바로 열린 람다식을 닫힌 람다식으로 만드는 것이다. 클로저는 람다식 내의 모든 자유 변수를 스코프 내로 가져와 묶는다. 그렇기 때문에 클로저는 만들어진 환경을 기억하는 것처럼 보인다.

MDN에서의 정의
클로저는 독립적인 (자유) 변수를 가리키는 함수이다. 또는, 클로저 안에 정의된 함수는 만들어진 환경을 ‘기억한다’.

익명 클래스보다 더 간략하게 사용할 수 있도록 하여 함수형 프로그래밍을 할 수 있도록 도와주는 기능이다.
함수를 변수처럼 사용하여 파라미터 다른 메서드의 인자로 전달할 수 있고, 리턴 값으로 함수를 받을 수도 있다.
자바의 람다식은 함수형에 대해 새로 정의한 것이 아닌, 기존에 존재하는 interface의 형태를 빌어 람다식을 표현하기 때문에 함수형 프로그래밍의 장정을 완전히 가지지는 못 한다.

• 기존의 익명 클래스방식

new Thread(new Runnable() { 
    public void run() {
        System.out.println("Annoymous Thread");
    }
}).start();

• 람다방식

new Thread(() -> System.out.println("Lambda Thread")).start();

위에서 람다식에 해당하는 부분은 아래과 같다.

()->System.out.println("Lambda Thread")

• () 는 파라미터에 해당하는데, run() 이라는 익명클래스의 메소드가 아무런 파라미터를 취하지 않는다는 의미이다.
• -> 는 람다식 시작 전에 나타나는 람다식 시작 토큰이다. 뒤에는 한줄짜리 람다식 혹은 { } 안에 포함된 여러 람다식들이 올수 있다.
• System.out.println("Lambda Thread") 는 람다식의 내용 부분으로, 이 안에는 파라미터 값이 사용될수 있다.

람다식은 Interface 형태로 변수로 할당될 수 있다. 즉, 람다식 또한 객체의 형태를 취하고 있다는 의미이고, 람다식에서는 함수의 이름을 사용해서 로직을 선언하지 않기 때문에, 인터페이스에서도 함수의 이름이 필요가 없을것 같지만, 예전 자바의 모든 것을 뒤엎을수는 없기 때문에 기존의 객체 형태롤 통해 일종의 절충을 하였고, 그것이 @FunctionalInterface 라는 어노테이션이다.

// Runnable.java

package java.lang;

// 인터페이스 위에 @FunctionalInterface 어노테이션을 통해 함수형 인터페이스임을 선언
@FunctionalInterface
public interface Runnable {
    public abstract void run();
}

// Test.java

public class Test {
    private static Runnable lambdaTest(Runnable runnable) {
        runnable.run();
        return ()->System.out.println("return lambda");
    }

    public static void main(String argsp[]) {
        lambdaTest(()->System.out.println("input lambda")).run();
    }
}
/* 
결과)
input lambda
return lambda
*/

JDK에서 기본적으로 지원하는(built-in) 표준 함수형 인터페이스가 있다.

• java.util.function.UnaryOperator

  • 함수 시그니처

  T apply(T t)

  • 인수가 1개이며, 리턴값과 인수의 타입이 같다.

• java.util.function.BinaryOperator

  • 함수 시그니처

  T apply(T t1, T t2)

  • 인수가 2개이며, 리턴값과 인수의 타입이 같다.

• java.util.function.Predicate

  • 함수 시그니처

  boolean test(T t)

  • 임의의 타입 형태의 객체입력을 받아 그값을 처리한 후 결과가 true인지 false 인지를 리턴한다.

• java.util.function.Function<T,R>

  • 함수 시그니처

  R apply(T t)

  • 첫번째 임의의 형태의 입력값을 받아 처리한후 두번째 임의의 형태의 값으로 출력한다.

• java.util.function.Supplier

  • 함수 시그니처

  T get()

  • 입력값은 따로 없지만, 출력값의 형태를 지정할수 있다.

• java.util.function.Consumer

  • 함수 시그니처

  void accept(T t)

  • 임의형태의 입력값을 받아 처리하고 출력은 하지 않는 형태의 인터페이스이다.

보통의 함수는 외부에서 인자를 받아서 로직을 처리하지만, 클로저는 자신을 둘러싼 context 내의 변수에 접근할 수 있다.
즉, 외부 범위의 변수를 함수 내부로 바인딩하는 기술이다.

특이한 점은 자신을 둘러싼 외부 함수가 종료되더라도 이 값이 유지된다는 것이다. 함수에서 사용하는 값들은 클로저가 생성되는 시점에서 정의되고 함수 자체가 복사되어 따로 존재하기 때문이다.

// anonymous 클래스의 closure 
private static Function<String, Integer> function() {
    int a = 100;
    return new Function<String, Integer>() {
        @Override
        public Integer apply(String s) {
            return Integer.parseInt(s) * a;
        }
    };
}

Function<String, Integer> function = function();
Integer apply = function.apply("3");
System.out.println(apply);

// lambda closure
private static Function<String ,Integer> function(){
    int a = 100;
    return s -> Integer.parseInt(s) * a;
}

Function<String, Integer> function = function();
Integer apply = function.apply("3");
System.out.println(apply);

• https://futurecreator.github.io/2018/08/09/java-lambda-and-closure/
• https://m.blog.naver.com/2feelus/220695347170
  • lambda
• https://stackoverflow.com/questions/3805474/what-is-a-closure-does-java-have-closures
  • closure