Spring Boot 프로젝트에서 컬렉션 다루기

이 섹션은 Spring Boot와 Kotlin 시작하기 튜토리얼의 일부입니다. 계속하기 전에 다음 이전 단계들을 완료했는지 확인하세요:

Kotlin으로 Spring Boot 프로젝트 만들기
Spring Boot 프로젝트에 데이터 클래스 추가하기
Spring Boot 프로젝트에 데이터베이스 지원 추가하기

이 섹션에서는 Kotlin에서 컬렉션(collections)에 대해 다양한 연산을 수행하는 방법을 배웁니다. 대부분의 경우 SQL이 필터링 및 정렬과 같은 데이터 연산에 도움이 될 수 있지만, 실제 애플리케이션에서는 데이터를 조작하기 위해 컬렉션을 직접 다뤄야 하는 경우가 많습니다.

아래에서는 데모 애플리케이션에 이미 존재하는 데이터 객체를 바탕으로 컬렉션을 다루는 몇 가지 유용한 레시피(recipes)를 확인할 수 있습니다. 모든 예제는 service.findMessages() 함수를 호출하여 데이터베이스에 저장된 모든 메시지를 가져온 후, 메시지 리스트를 필터링, 정렬, 그룹화 또는 변환하는 다양한 연산을 수행한다고 가정합니다.

요소 조회

Kotlin 컬렉션은 컬렉션에서 단일 요소를 조회하기 위한 일련의 함수를 제공합니다. 위치 또는 일치하는 조건에 따라 컬렉션에서 단일 요소를 조회할 수 있습니다.

예를 들어, 컬렉션의 첫 번째 요소와 마지막 요소를 조회하려면 그에 해당하는 함수인 first()와 last()를 사용할 수 있습니다.

@GetMapping("/firstAndLast")
fun firstAndLast(): List<Message> {
    val messages = service.findMessages()
    return listOf(messages.first(), messages.last())
}

위의 예제에서는 컬렉션의 첫 번째 요소와 마지막 요소를 조회하고, JSON 문서로 직렬화될 두 요소로 구성된 새 리스트를 생성합니다.

특정 위치의 요소를 조회하려면 elementAt() 함수를 사용할 수 있습니다.

first()와 last() 함수 모두 주어진 조건식(predicate)과 일치하는 요소를 컬렉션에서 검색할 수 있도록 해줍니다. 예를 들어, 메시지 내용의 길이가 10자보다 긴 리스트의 첫 번째 Message 인스턴스를 찾는 방법은 다음과 같습니다.

@GetMapping("/firstMessageLongerThan10")
fun firstMessageLongerThan10(): Message {
    val messages = service.findMessages()
    return messages.first { it.text.length > 10 }
}

물론 주어진 글자 수 제한보다 긴 메시지가 없을 수도 있습니다. 이 경우 위의 코드는 NoSuchElementException을 발생시킵니다. 대신 firstOrNull() 함수를 사용하면 컬렉션에 일치하는 요소가 없을 경우 null을 반환하도록 할 수 있습니다. 결과가 null인지 확인하는 것은 프로그래머의 책임입니다.

@GetMapping("/retrieveFirstMessageLongerThan10")
fun firstMessageOrNull(): Message {
    val messages = service.findMessages()
    return messages.firstOrNull { 
        it.text.length > 10 
    } ?: Message(null, "Default message")
}

요소 필터링

필터링(Filtering)은 컬렉션 처리에서 가장 대중적인 작업 중 하나입니다. 표준 라이브러리에는 단일 호출로 컬렉션을 필터링할 수 있는 확장 함수(extension functions) 그룹이 포함되어 있습니다. 이러한 함수들은 원본 컬렉션을 변경하지 않고 필터링된 요소들로 구성된 새로운 컬렉션을 생성합니다.

@GetMapping("/filterMessagesLongerThan10")
fun filterMessagesLongerThan10(): List<Message> {
    val messages = service.findMessages()
    return messages.filter { it.text.length > 10 }
}

이 코드는 first() 함수를 사용하여 텍스트 길이가 10보다 큰 단일 요소를 찾았던 예제와 매우 유사해 보입니다. 차이점은 filter()는 조건에 일치하는 모든 요소의 리스트를 반환한다는 것입니다.

요소 정렬

요소의 순서는 특정 컬렉션 타입에서 중요한 측면입니다. Kotlin 표준 라이브러리는 자연 순서(natural order), 커스텀 순서, 역순(reverse), 랜덤 순서 등 다양한 방식으로 정렬할 수 있는 여러 함수를 제공합니다.

예를 들어, 리스트의 메시지를 마지막 글자를 기준으로 정렬해 보겠습니다. 이는 컬렉션 객체에서 필요한 값을 추출하기 위해 셀렉터(selector)를 사용하는 sortedBy() 함수를 통해 가능합니다. 그러면 리스트 요소의 비교는 추출된 값을 기반으로 이루어집니다.

@GetMapping("/sortByLastLetter")
fun sortByLastLetter(): List<Message> {
    val messages = service.findMessages()
    return messages.sortedBy { it.text.last() }
}

요소 그룹화

그룹화(Grouping)는 요소들을 어떻게 묶을지에 대한 다소 복잡한 로직을 구현해야 할 수도 있습니다. groupBy() 함수는 람다를 인자로 받아 Map을 반환합니다. 이 맵에서 각 키는 람다의 결과이며, 해당 값은 해당 결과가 반환된 요소들의 List입니다.

메시지를 "hello" 및 "bye"와 같은 특정 단어의 일치 여부로 그룹화해 보겠습니다. 메시지 텍스트에 제공된 단어 중 어느 것도 포함되어 있지 않으면 "other"라는 별도의 그룹에 추가합니다.

@GetMapping("/groups")
fun groups(): Map<String, List<Message>> {
    val messages = service.findMessages()
    val groups = listOf("hello", "bye")

    val map = messages.groupBy { message ->
        groups.firstOrNull {
            message.text.contains(it, ignoreCase = true)
        } ?: "other"
    }

    return map
}

변환 연산

컬렉션 작업에서 흔히 수행하는 작업은 컬렉션 요소를 한 타입에서 다른 타입으로 변환(transform)하는 것입니다. 당연히 Kotlin 표준 라이브러리는 이러한 작업을 위해 다수의 변환 함수를 제공합니다.

예를 들어, Message 객체 리스트를 메시지의 id와 text 본문을 결합하여 구성된 String 객체 리스트로 변환해 보겠습니다. 이를 위해 각 요소에 주어진 람다 함수를 적용하고 람다 결과의 리스트를 반환하는 map() 함수를 사용할 수 있습니다.

@GetMapping("/transformMessagesToListOfStrings")
fun transformMessagesToListOfStrings(): List<String> {
    val messages = service.findMessages()
    return messages.map { "${it.id} ${it.text}" }
}

집계 연산

집계(aggregation) 연산은 값의 컬렉션으로부터 단일 값을 계산합니다. 집계 연산의 예로는 모든 메시지 길이의 평균을 계산하는 것이 있습니다.

@GetMapping("/averageMessageLength")
fun averageMessageLength(): Double {
    val messages = service.findMessages()
    return messages.map { it.text.length }.average()
}

먼저 map() 함수를 사용하여 메시지 리스트를 각 메시지의 길이를 나타내는 값의 리스트로 변환합니다. 그런 다음 average() 함수를 사용하여 최종 결과를 계산할 수 있습니다.

다른 집계 함수의 예로는 min(), max(), sum(), count() 등이 있습니다.

더 특수한 경우를 위해, 컬렉션 요소에 제공된 연산을 순차적으로 적용하고 누적된 결과를 반환하는 reduce() 및 fold() 함수가 있습니다.

예를 들어, 텍스트가 가장 긴 메시지를 찾아보겠습니다.

@GetMapping("findTheLongestMessage")
fun reduce(): Message {
    val messages = service.findMessages()
    return messages.reduce { first, second ->
        if (first.text.length > second.text.length) first else second
    }
}

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