[JAVA] 9 - 컬렉션 프레임워크

10장: 컬렉션 프레임워크

10.1 컬렉션(Collection)

(1) 컬렉션의 필요성

• 유사한 객체를 여러 개 저장하고 조작해야할 때가 많음
• 배열을 사용 → 배열은 크기가 고정되어서 사용하기 불편함
• 연결 리스트(LinkedList)를 사용하면 → 크기가 가변적이어서 편리함

(2) 컬렉션 프레임워크

• 컬렉션: 데이터를 한 곳에 모아 편리하게 저장 및 관리하는 가변 크기의 객체 컨테이너
• 컬렉션 프레임워크: 객체를 한 곳에 모아 효율적으로 관리하고 편리하게 사용할 수 있도록 제공하는 환경
  • 종류: Stack, Queue, Collection, ArrayList, LinkedList 등이 있음
• 컬렉션 프레임워크의 계층 구조: 그림에서는 생략되어 있지만 맨 상위 계층은 Object이다. Iterate는 순회를 하는 기능을 하며 컬렉션 전체에 대해 적용할 수 있다는 것을 나타낸다.

컬렉션 프레임워크의 계층구조를 나타낸 그림

(3) 컬렉션 인터페이스(Collection Interface)

• 컬렉션의 요소는 객체만 사용할 수 있음: int, char, double 등의 기본 타입은 자동 박싱/언박싱 기능으로 사용할 수 있음
• 컬렉션은 제네릭(Generic) 기법으로 구현: 특정 타입만 다루지 않고, 여러 종류의 타입으로 변신할 수 있도록 클래스나 메소드를 일반화 시키는 기법
  • <E>, <K>, <V>: 타입 매개 변수를 뜻함
• 컬렉션 인터페이스의 종류

인터페이스		특징	구현 클래스
Collection	List	순서가 있고, 중복 가능	ArrayList, Stack, Vector, LinkedList
	Queue	객체를 입력한 순서대로 저장, 중복 가능	Priorityqueue, LinkedList
	Set	순서 없음. 중복 불가	HashSet, TreeSet

10.2 리스트 컬렉션

(1) 리스트 컬렉션(List Collention)

• 순서가 있는 객체를 중복 여부와 상관 없이 저장하는 리스트의 자료 구조를 지원하는 기능
• 배열과 매우 유사하지만 배열과 달리 크기가 가변적임
• ArrayList vs LinkedList: ArrayList는 get()은 빠르지만 데이터의 변동이 느린 반면, LinkedList는 get()이 빠르지만 데이터의 변동이 빠름

ArrayList와 LinkedList의 성능 비교

(2) ArrayList <E>

• ArrayList<E>의 특성
  • java.util.ArrayList를 import해서 사용해야함. 가변 크기 배열을 구현한 클래스를 뜻함. <E>에는 E 대신 요소로 사용할 특정 타입(Wrapper, 객체 등)을 넣어서 구체화해야함
  • ArrayList에 삽입 가능한 것: 객체, null, 기본 타입(Wrapper 형태로)
  • ArrayList에 객체를 삽입하기/삭제하기: 리스트의 맨 뒤에 객체를 추가함- 공간이 부족하면 자동으로 늘어남. 리스트의 중간에 객체 삽입하기 - 삽입된 뒤의 객체는 뒤로 하나씩 이동됨. 임의의 위치에 있는 객체 삭제하기 - 객체를 삭제한 후 자동으로 자리가 이동됨
  • 스레그 동기화를 지원하지 않음: 다수의 스레드가 동시에 ArrayList에 접근할 때 동기화되지 않음. 따라서 개발자가 따로 스레드 동기화 코드를 작성해야함
• ArrayList 선언하기

ArrayList를 선언하는 방식

• ArrayList<E>의 주요 메소드

메소드	설명
boolean add(E e)	ArrayList의 맨 뒤에 요소를 추가함
void add(int index, E element)	지정된 인덱스에 지정한 객체를 삽입
void clear()	ArrayList의 모든 요소를 삭제함
boolean contains(Object o)	ArrayList가 지정한 객체를 포함하고 있으면 true를 반환함
E elementAt(int index)	지정한 인덱스의 요소를 반환함
E get(int index)	지정한 인덱스의 요소를 반환함
int indexOf(Object o)	지정한 객체와 같은 첫 번째 요소의 인덱스를 반환함. 없으면 -1을 반환함
boolean isEmpty()	ArrayList가 비어있으면 true를 반환함
E remove(int index)	지정한 인덱스의 요소를 삭제한
int size()	지정한 객체와 같은 첫 번째 요소를 ArrayList에서 삭제함
Object[] toArray()	ArrayList의 모든 요소를 포함하는 배열을 반환함

• LinkedList<E> 선언하기: 왼쪽이 List여도 상관 없음(상위 계층 클래스이기 때문)

LinkedList를 선언하기

(3) Iterator(반복자): 순차 검색 하기

• Iterarot<e>인터페이스
  • 컬렉션의 종류의 관계 없이 반복자를 이용해 컬력션에 포함된 객체를 순차적으로 순회
  • Iterator<E> 인터페이스 메소드

메소드	설명
boolean hasNext()	다음 반복에서 사용할 요소가 있으면 true를 반환함
E next()	다음 요소를 반환함
void remove()	마지막으로 반환된 요소를 제거함

• iterator() 메소드: iterator()를 호출하면 Iterator 객체를 반환함. Iterator 객체를 이용하면 인덱스 없이 순차적으로 검색이 가능함
• 컬렉션의 데이터 반복 처리

Collenction<String> collection = new ArrayList<String>(); Iterator<String> it = collection.iterator(); while(it.hasNext()) {         String str = it.next();         // 원소 처리 }

 

10.3 세트 컬렉션(Set Collection)

• 특징: 순서가 정해져 있지 않고 중복이 허용되지 않는 객체를 저장하는 자료 구조를 지원하는 기능. 추가된 메소드는 없지만 중복 원소를 자동으로 배제함. 인덱스가 없고 저장 순서를 무시함

10.4 맵 컬렉션(Map Collection)

(1) Map Collection 개요

• Map의 Collection화를 하기위한 메소드
  1. Set<K> keyset(): Map에 포함된 key를 Set 타입으로 반환
  2. Collection <V> values(): Map에 포함된 value를 Collection 타입으로 반환
  3. Set<Map.Entry<K, V>> entrySet(): Map에 포함된 key-value 쌍을 Set 타입으로 반환

Map <Object, Object> map = new HashMap(); for(Object key : map.keySet()) {         // 작업 }

Map <String, Object> map = new HashMap(); for(Object value : map.values()) {         // 작업 }

Map <String, Object> map = new HashMap(); for(Map.Entry<String, Object> entry : map.entrySet()) {         String key = entry.getKey();         Object value = entry.getValue();         // 작업 }

(2) HashMap <K, V>

• HashMap<K, V>의 특성
  • java.util.HashMap: K에는 키로 사용할 요소의 타입을, V에는 값으로 사용할 요소의 타입을 지정해야함
  • 키(key)와 값(value)의 쌍으로 구성되는 요소를 다루는 컬렉션: 키와 값이 한 쌍으로 삽입됨. 키는 내부적을 해시맵에서 삽입되는 위치 결정에 사용. 값을 결정하기 위해서는 반드시 키를 이용해야함
  • 삽입 및 검색이 빠름
  • 요소 삽입: put()
  • 요소 검색: get()
• HashMap<K,V> 선언하기

HashMap<K,V>를 선언하기

• HashMap<K,V>의 주요 메소드

메소드	설명
void clear()	HashMap의 모든 키 삭제
boolean containKey(Obejct key)	키를 포함하고 있으면 true를 반환함
boolean containsValue(Object value)	하나 이상의 키를 지정된 값에 매핑시킬 수 있으면 true를 반환함
V get(Object key)	지정된 키에 맵핑되는 값을 반환하거나 맵핑되는 값이 없으면 null을 반환함
boolean inEmpty()	HashMap이 비어 있으면 true를 반환함
Set<k> keySet()	HashMap에 있는 모든 키를 담은 Set<K> 컬렉션을 반환함
V put(K key, V value)	key와 value를 맵핑하여 HashMap에 저장함
V remove(Object key)	지정된 키와 이에 맵핑된 모든 값들을 HashMap에서 삭제함
int size()	HashMap에 포함된 요소의 개수를 반환함

(3) Collections 클래스 활용

• Collections 클래스: java.util 패키지에 포함되어 있음. 컬렉션에 대해 연산을 수행하고 결과로 컬렉셩을 반환함. 모든 메소드는 static 타입임
• 주요 메소드
  • sort(): 컬렉션에 포함된 요소를 정렬함
  • reverse(): 요소의 순서를 반대로 함
  • max(), min(): 요소들의 최대, 최솟값을 찾아냄
  • binarySearch(): 특정 값을 검색함