📘 Collection FrameWork
- 여러 데이터들의 집합,메소드들을 미리 정의해놓은 것
- 특정 자료구조에 데이터를 추가&삭제&수정&검색 등의 동작을 수행하는 메소드 제공
컬렉션 프레임워크의 구조
컬렉션의 주요 인터페이스 3가지
list와 set은 공통점이 많아 공통점을 추출하여 추상화한것이 Collection 이라는 인터페이스임
List
- List는 데이터의 순서가 유지되며, 중복 저장이 가능한 컬렉션을 구현하는 데에 사용됩니다.
- ArrayList, Vector, Stack, LinkedList 등이 List 인터페이스를 구현합니다.
Set
- Set은 데이터의 순서가 유지되지 않으며, 중복 저장이 불가능한 컬렉션을 구현하는 데에 사용됩니다.
- HashSet, TreeSet 등이 Set 인터페이스를 구현합니다.
Map
- Map은 키(key)와 값(value)의 쌍으로 데이터를 저장하는 컬렉션을 구현하는 데에 사용됩니다.
- 데이터의 순서가 유지되지 않으며, 키는 값을 식별하기 위해 사용되므로 중복 저장이 불가능하지만, 값은 중복 저장이 가능합니다.
- HashMap, HashTable, TreeMap, Properties 등
Collection Interface
List Interface
- 객체를 배열과 같이 자동으로 인덱스가 부여되며, 인덱스로 객체를 검색,추가,삭제 등 여러 기능 제공
- Collection Interface의 Method를 상속받아 사용 가능
ArrayList (객체의 배열화)
- list 인터페이스를 구현한 클래스로, 컬렉션에서 가장많이 사용됨
- 기능적으로는 Vector와 동일하지만 그걸 개선한것이므로 Vector보다 ArrayList를 사용함
- Arraylistdp 객체를 추가하면 인덱스 0부터 차례로 저장
ArrayList<타입 매개변수> 객체명 = new ArrayList<타입 매개변수>(초기 저장 용량);
ArrayList<String> container1 = new ArrayList<String>();
// String 타입의 객체를 저장하는 ArrayList 생성
// 초기 용량이 인자로 전달되지 않으면 기본적으로 10으로 지정됩니다.
ArrayList<String> container2 = new ArrayList<String>(30);
// String 타입의 객체를 저장하는 ArrayList 생성
// 초기 용량을 30으로 지정하였습니다.
public class ArrayListExample {
public static void main(String[] args) {
// ArrayList를 생성하여 list에 할당
ArrayList<String> list = new ArrayList<String>();
// String 타입의 데이터를 ArrayList에 추가
list.add("Java");
list.add("egg");
list.add("tree");
// 저장된 총 객체 수 얻기
int size = list.size();
// 0번 인덱스의 객체 얻기
String skill = list.get(0);
// 저장된 총 객체 수 만큼 조회
for(int i = 0; i < list.size(); i++){
String str = list.get(i);
System.out.println(i + ":" + str);
}
// for-each문으로 순회
for (String str: list) {
System.out.println(str);
}
// 0번 인덱스 객체 삭제
list.remove(0);
}
}LinkedList
- 데이터를 효율적으로 추가,삭제,변경을 위해 사용
각 요소들은 자신과 연결된 이전요소 및 다음요소의 주소값과 데이터로 구성
public class LinkedListExample {
public static void main(String[] args) {
// Linked List를 생성하여 list에 할당
ArrayList<String> list = new LinkedList<>();
// String 타입의 데이터를 LinkedList에 추가
list.add("Java");
list.add("egg");
list.add("tree");
// 저장된 총 객체 수 얻기
int size = list.size();
// 0번 인덱스의 객체 얻기
String skill = list.get(0);
// 저장된 총 객체 수 만큼 조회
for(int i = 0; i < list.size(); i++){
String str = list.get(i);
System.out.println(i + ":" + str);
}
// for-each문으로 순회
for (String str: list) {
System.out.println(str);
}
// 0번 인덱스 객체 삭제
list.remove(0);
}
}ArrayList 와 LinkedList의 차이점
ArrayList의 장점
- 데이터를 순차적으로 추가하거나 삭제하는 경우
- 순차적으로 추가한다는 것은 0번 인덱스에서부터 데이터를 추가하는 것을 의미.
- 순차적으로 삭제한다는 것은 마지막 인덱스에서부터 데이터를 삭제하는 것을 의미.
- 데이터를 읽어들이는 경우
- 인덱스를 통해 바로 데이터에 접근할 수 있으므로 검색이 빠름.
ArrayList의 단점
- 중간에 데이터를 추가하거나, 중간에 위치하는 데이터를 삭제하는 경우
- 추가 또는 삭제 시, 해당 데이터의 뒤에 위치한 값들을 뒤로 밀어주거나 앞으로 당겨주어야 함.
LinkedList의 장점
- 중간에 위치하는 데이터를 추가하거나 삭제하는 경우
- 데이터를 중간에 추가하는 경우, Prev와 Next의 주소값만 변경하면 되므로, 다른 요소들을 이동시킬 필요가 없음.
결론
데이터의 잦은 변경이 예상된다면 LinkedList를, 데이터의 개수가 변하지 않는다면 ArrayList를 사용하는 것이 좋음.
📘 Iterator
- 컬렉션에 저장된 요소들은 순차적으로 읽어옴 (컬렉션 순회 기능)- 컬렉션에는
Iterator 인터페이스를 구현한 클래스의 인스턴스를 반환하는 메소드인 iterator()가 정의되어져있음 - 즉, iterator()를 호출하면, Iterator 타입의 인스턴스가 반환됨
iterator() 를 통해 만들어진 인스턴스는 이 사진의 메소드를 사용 가능
ArrayList<String> list = ...;
Iterator<String> iterator = list.iterator();
while(iterator.hasNext()) { // 읽어올 다음 객체가 있다면
String str = iterator.next(); // next()를 통해 다음 객체를 읽어옵니다.
...
}Iterator를 사용하지 않더라도, for-each문을 이용해서 전체 객체를 대상으로 반복할 수 있다
ArrayList<String> list = ...;
for(String str : list) {
...
}next() 메서드로 가져온 객체를 컬렉션에서 제거하고 싶다면 remove() 메서드를 호출한다
next() 메서드는 컬렉션의 객체를 그저 읽어오는 메서드로, 실제 컬렉션에서 객체를 빼내는 것은 아님
하지만, remove() 메서드는 컬렉션에서 실제로 객체를 삭제한다
ArrayList<String> list = ...;
Iterator<String> iterator = list.iterator();
while(iterator.hasNext()){ // 다음 객체가 있다면
String str = iterator.next(); // 객체를 읽어오고,
if(str.equals("str과 같은 단어")){ // 조건에 부합한다면
iterator.remove(); // 해당 객체를 컬렉션에서 제거합니다.
}
}📘 Set
- 요소 중복을 허용하지않고, 저장순서를 유지하지 않음
- 대표적인 Set을 구현한 클래스로 HashSet , TreeSet이 있음
Set 인터페이스의 메소드
HashSet
- Set 인터페이스를 구현한 가장 대표적인 컬렉션 클래스
- 따라서 Set 인터페이스의 특성을 그대로 상속받기 때문에 중복값허용 X / 저장순서 유지 X
HashSet에 값을 추가할 때, 값이 중복인지 판단 여부
- add(Object o)를 통해 객체를 저장하고자 합니다.
- 이 때, 저장하고자 하는 객체의 해시코드를 hashCode() 메서드를 통해 얻어냅니다.
- Set이 저장하고 있는 모든 객체들의 해시코드를 hashCode() 메서드로 얻어냅니다.
- 저장하고자 하는 객체의 해시코드와, Set에 이미 저장되어져 있던 객체들의 해시코드를 비교하여, 같은 해시코드가 있는지 검사합니다.
- 이 때, 만약 같은 해시코드를 가진 객체가 존재한다면 아래의 5번으로 넘어갑니다.
- 같은 해시코드를 가진 객체가 존재하지 않는다면, Set에 객체가 추가되며 add(Object o) 메서드가 true를 리턴합니다.
- equals() 메서드를 통해 객체를 비교합니다.
- true가 리턴된다면 중복 객체로 간주되어 Set에 추가되지 않으며, add(Object o)가 false를 리턴합니다.
- false가 리턴된다면 Set에 객체가 추가되며, add(Object o) 메서드가 true를 리턴합니다.
import java.util.*;
public class Main {
public static void main(String[] args) {
// HashSet 생성
HashSet<String > languages = new HashSet<String>();
// HashSet에 객체 추가
languages.add("Java");
languages.add("Python");
languages.add("Javascript");
languages.add("C++");
languages.add("Kotlin");
languages.add("Ruby");
languages.add("Java"); // 중복
// 반복자 생성하여 it에 할당
Iterator it = languages.iterator();
// 반복자를 통해 HashSet을 순회하며 각 요소들을 출력
while(it.hasNext()) {
System.out.println(it.next());
}
}
}TreeSet
- 이진 탐색 트리 형태로 데이터 저장
- Set인터페이스의 특성인 데이터의 중복저장 허용X, 저장순서 유지X 적용
* 이진탐색트리? = 하나의 부모노드가 최대 두개의 자식노드와 연결되는 이진트리의 일종,정렬과 검색에 특화된 자료구조
모든 왼쪽 자식의 값이 루트나 부모보다 작고, 모든 오른쪽 자식의 값이 루트나 부모보다 큰 값을 가지는 특징이 있다.
모든 왼쪽값은 루트노드나 부모노드보다 작고 오른쪽값은 항상 크다
위와 같은 자료구조를 구현한 의사코드 작성 예시
class Node {
Object element; // 객체의 주소값을 저장하는 참조변수 입니다.
Node left; // 왼쪽 자식 노드의 주소값을 저장하는 참조변수입니다.
Node right; // 오른쪽 자식 노드의 주소값을 저장하는 참조변수입니다.
}
import java.util.TreeSet;
public class TreeSetExample {
public static void main(String[] args) {
// TreeSet 생성
TreeSet<String> workers = new TreeSet<>();
// TreeSet에 요소 추가
workers.add("Lee Java");
workers.add("Park Hacker");
workers.add("Kim Coding");
System.out.println(workers);
System.out.println(workers.first());
System.out.println(workers.last());
System.out.println(workers.higher("Lee"));
System.out.println(workers.subSet("Kim", "Park"));
}
}출력값을 보면 요소를 추가하기만 했는데 자동으로 사전편찬순으로 오름차순 정렬이 됨
📘 Map <K, V>
- 키(key), 값(value)으로 구성된 객체를 저장하는 구조
- 이 객체를 Entry객체라고하는데, 이 Entry객체는 키와 값을 각각의 객체로 저장함
- 키는 중복저장X 값은 중복저장O 이며, 둘다 기본타입일 수 없음
- Map 인터페이스를 구현한 클래스는 HashMap, Hashtable, TreeMap, SortedMap 등이 있다
Map 인터페이스를 구현한 클래스에서 공통사용이 가능한 메소드
HashMap
- 해시함수를 통해 키와 값이 저장되는 위치결정, 삽입되는 순서위 위치 또한 관계 없음
- 많은 양의 데이터를 검색하는데 뛰어난 성능
Entry는 Map의 내부인터페이스인 Entry를 구현하며, Map.Entry 인터페이스에는 이런 메소드가 정의됨
HashMap 사용법
키와 값의 타입을 따로 지정해야함
HashMap<String, Integer> hashmap = new HashMap<>();예시
import java.util.*;
public class HashMapExample {
public static void main(String[] args) {
// HashMap 생성
HashMap<String, Integer> map = new HashMap<>();
// Entry 객체 저장
map.put("피카츄", 85);
map.put("꼬부기", 95);
map.put("야도란", 75);
map.put("파이리", 65);
map.put("피존투", 15);
// 저장된 총 Entry 수 얻기
System.out.println("총 entry 수: " + map.size());
// 객체 찾기
System.out.println("파이리 : " + map.get("파이리"));
// key를 요소로 가지는 Set을 생성 -> 아래에서 순회하기 위해 필요합니다.
Set<String> keySet = map.keySet();
// keySet을 순회하면서 value를 읽어옵니다.
Iterator<String> keyIterator = keySet.iterator();
while(keyIterator.hasNext()) {
String key = keyIterator.next();
Integer value = map.get(key);
System.out.println(key + " : " + value);
}
// 객체 삭제
map.remove("피존투");
System.out.println("총 entry 수: " + map.size());
// Entry 객체를 요소로 가지는 Set을 생성 -> 아래에서 순회하기 위해 필요합니다.
Set<Map.Entry<String, Integer>> entrySet = map.entrySet();
// entrySet을 순회하면서 value를 읽어옵니다.
Iterator<Map.Entry<String, Integer>> entryIterator = entrySet.iterator();
while(entryIterator.hasNext()) {
Map.Entry<String, Integer> entry = entryIterator.next();
String key = entry.getKey(); // Map.Entry 인터페이스의 메서드
Integer value = entry.getValue(); // Map.Entry 인터페이스의 메서드
System.out.println(key + " : " + value);
}
// 객체 전체 삭제
map.clear();
}
}Map은 키와 값을 쌍으로 저장하기 때문에 iterator()를 직접 호출할 수 없음.
그 대신 keySet() 이나 entrySet() 메서드를 이용해 Set 형태로 반환된 컬렉션에
iterator()를 호출하여 반복자를 만든 후, 반복자를 통해 순회할 수 있음.
HashTable
- HashMap과 내부구조가 동일하여 사용방법이 유사함
- HashMap의 새로운 버전이라고 보면 됨
import java.util.*;
public class HashTableExample {
public static void main(String[] args){
HashTable<String, String> map = new Hashtable<String, String>();
map.put("Spring", "345");
map.put("Summer", "678");
map.put("Fall", "91011");
map.put("Winter", "1212");
System.out.println(map);
Scanner scanner = new Scanner(System.in);
while (true) {
System.out.println("아이디와 비밀번호를 입력해 주세요");
System.out.println("아이디");
String id = scanner.nextLine();
System.out.println("비밀번호");
String password = scanner.nextLine();
if (map.containsKey(id)) {
if (map.get(id).equals(password)) {
System.out.println("로그인 되었습니다.");
break;
}
else System.out.println("비밀번호가 일치하지 않습니다. ");
}
else System.out.println("입력하신 아이디가 존재하지 않습니다.");
}
}
}📘 컬렉션 정리
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