java.util 패키지에서 프로그래밍에서 자주쓰이는 클래스들

1. 컬렉션 프레임워크 : 많은 데이터를 쉽게 처리하는 클래스
2. 유용한 클래스 : 자주 쓰이는 클래스
3. 형식화 클래스 : 데이터 표준화 형식 출력 클래스

컬렉션 프레임워크

프레임워크 : 클래스들을 표준화한 설계

컬렉션 프레임워크의 핵심 인터페이스 - List, Set, Map

크게 List, Set, Map이 있다.

• List : 순서유지o , 중복허용o
• Set : 순서유지x, 중복허용x
• Map : Key, Value로 이뤄진 데이터, 순서유지x, 키중복x, 값중복o

컬렉션프레임워크는 이름만으로 클래스의 특징을 알 수 있다.
Vector, Stack, HashTable, Properties는 이전부터 있었음

기존클래스는 안쓰는게 좋음

Collection 인터페이스

add, clear, contains, equals 등 여러 메서드가 있음
대부분 return이 boolean임

List 인터페이스

그림 출처 : https://m.blog.naver.com/PostView.naver?isHttpsRedirect=true&blogId=baekmg1988&logNo=20194514561

중복허용o, 순서유지o

Set 인터페이스

그림출처 : https://m.blog.naver.com/PostView.naver?isHttpsRedirect=true&blogId=baekmg1988&logNo=20194515468

중복허용x, 순서유지x

Map 인터페이스

그림출처 : https://blog.naver.com/baekmg1988/20194516618

키, 값이 한쌍
키는중복x
값은중복o

메서드

둘다 value 반환
values() : 반환타입 Collection value중복됨
keySet() : 반환타입 Set value중복안됨

Map.Entry 인터페이스

• Map의 내부 인터페이스
• Map의 Key, Value를 다루기위해 정의해놓은 인터페이스

동기화

• 멀티쓰레드에서는 동기화가 필요
• Vector, HashTable은 자체적으로 동기화됨
• ArrayList, HashMap등등 클래스는 동기화 메서드로 해야함
• 동기화가 필요할때 Collections클래스에서 사용하면됨
  ex)

List list = Collections.synchronizedList(new ArrayList<>());

Vector와 ArrayList

공통점

• List인터페이스 구현
• 데이터의 저장공간을 배열로 사용
• 멤버변수가 Object
• 기능이 매우 비슷함
• 내부는 Object배열로 되있음

차이점

• Vector는 동기화o, ArrayList는 동기화x
• ArrayList에서 removeRange() 메서드 추가

장단점

• 데이터 읽기, 저장 효율좋음
• 용량 변경을 하면 새 인스턴스에 복사

기타기능

• add(E e)
  • 무조건 true반환
  • 내부적으로 void add(E e, Object[] elementData, int s)호출
  • 크기가 커지면 동적으로 array크기가 커짐
    • 현재 크기의 2배
• remove(int index)
  1. 삭제할 인덱스 위쪽 데이터들을 아래인덱스로 복사
  2. 마지막 인덱스 null로 변경
  3. 사이즈 값 1개 감소
  4. 새로운 인스턴스 반환

deep copy & shallow copy

shallow copy : 단순 참조복사
deep copy : 원본과 같은 데이터 객체를 생성

LinkedList

노드로 연결되있음

배열의 단점

1. 크기 변경 불가
2. 큰크기의 배열을 생성, 메모리 낭비심함
3. 차례대로 추가 or 마지막 데이터 삭제는 빠름

간략한 코드

class Node {
	Node next; // 다음요소의 주소
    Object obj; // 데이터 저장
}

• next만 수정하면되서 추가나 삭제가 빠름
• 이전요소 접근이 어려운 단방향

더블링크드 리스트

• 링크드리스트를 보완
• 링크드리스트보다 더 많이쓰임

간략한 코드

class Node {
	Node next; // 다음요소 주소
    Node prev; // 이전요소 주소
    Object obj; // 데이터 저장
}

더블 써큘러 링크드리스트

더블 링크드 리스트를 보완
마지막 노드에서 다음 노드로 가면 첫번째 노드로 이동 (더블 링크드 리스트는 안됨)

자바의 LinkedList는 더블링크드리스트처럼 동작한다.
과거에는 더블 써큘러 링크드리스트 처럼 동작했다고한다.

ArrayList, LinkedList차이

순차적으로 추가, 삭제 ArrayList가 더 빠름
중간데이터 추가, 삭제 LinkedList가 더 빠름

LinkedList는 개수가 많으면 차례대로 따라가야해서 접근시간이 오래걸린다.
배열은 배열의주소 + index * 타입크기로 접근이 가능해서 빠르다.

ArrayList al = new ArrayList();
LinkedList ll = new LinkedList(al);

위 코드를 응용해서
저장은 LinkedList
접근은 ArrayList
하면 빠름

Stack과 Queue

스택 : LIFO
큐 : FIFO

Enumeration, Iterator, ListIterator

모두 컬렉션 저장 요소 접근에 사용

Iterator

boolean hasNext() : 다음요소 있는지 체크
Object next() : 다음요소 읽기 보통 hasNext() 다음에씀
void remove() : next()로 읽어욘 요소 삭제

List l = new ArrayList();
Iterator it = l.iterator();
while(it.hasNext()) {
	System.out.println(it.next);
}

// map의 키를 반복하는방법
Iterator it = map.keySet().iterator();

// map의 키, value를 반복
Set eSet = map.entrySet();
Iterator list = eSet.iterator();
list.next(); // key=value 형식으로 출력됨

Enumeration과 ListIterator

• Iterator의 구버전이 Enumeration
  • 둘다 기능같음
• Iterator는 단방향
• ListIterator는 양방향
  • List인터페이스 구현해야함
• remove는 단독으로 안쓰이고 반드시 next를 먼저써야함

용어

cursor : 앞으로 읽어올 요소 위치
lastRet : 마지막으로 읽은 요소 위치

HashSet

• Set의 구현체
• 순서를 유지하지않음
• 중복불가

loadFactor : 컬렉션이 가득차기전(80%채워지면) 미리 사이즈를 2배로 늘림. 기본값 80%

구현체를 LinkedHashSet으로 하면 순서가 있음

TreeSet

• 레드-블랙트리로 구현
• Set인터페이스로 구현
• 검색시간이 매우빠름
  • 루트부터 검색
• 삭제속도가 느림
  • 트리 재구성

Comparator, Comparable

Comparable

• 클래스의 기본정렬 구현
• 오름차순정렬

Comparator

• 다른기준 정렬
• 내림차순등등 가능

Hashtable HashMap

• HashTable 이전버전
• HashMap 최신버전
• Map으로 구현

key, value가 있는 객체로 저장되는 Array

public class Main {
	static HashMap phoneBook = new HashMap();

	public static void main(String[] args) {
		addPhoneNo("친구", "a", "1111");
		addPhoneNo("친구", "b", "2222");

		addPhoneNo("회사", "b", "33");
		addPhoneNo("회사", "c", "44");
		addPhoneNo("회사", "d", "55");
		
		printList();
	}

	static void addGroup(String groupName) {
		if (!phoneBook.containsKey(groupName)) {
			phoneBook.put(groupName, new HashMap());
		}
	}

	static void addPhoneNo(String groupName, String name, String tel) {
		// 새로운 HashMap put
		addGroup(groupName);
		// 그룹네임에 맞는 phoneBook객체 get
		// 해당 객체에 put을 해서 shallow카피로 값저장
		HashMap group = (HashMap) phoneBook.get(groupName);
		group.put(tel, name);
	}

	static void printList() {
		Set set = phoneBook.entrySet();
		Iterator it = set.iterator();

		while (it.hasNext()) {
			Map.Entry e = (Map.Entry) it.next();

			// value의 HashMap
			Set subSet = ((HashMap) e.getValue()).entrySet();
			Iterator subIt = subSet.iterator();

			System.out.println("그룹 : " + e.getKey());
			
			while (subIt.hasNext()) {
				Map.Entry subE = (Map.Entry) subIt.next();
				String tel = (String) subE.getKey();
				String name = (String) subE.getValue();
				System.out.println(name + ":" + tel);
			}
		}
	}
}

해싱이란

해시함수를 이용해 데이터를 해시테이블에 저장 & 검색

1. 검색 값의 키로 해시함수 호출
2. 해시코드로 저장되어있는 링크드리스트 찾음
3. 링크드리스트에서 검색한 키와 일치하는 데이터 찾음

TreeMap

• 검색, 정렬에 적합한 클래스
• HashMap, TreeMap은 검색성능에 관한 클래스
• 대부분 HashMap이 더 뛰어남
• 범위검색, 정렬은 TreeMap을 사용

Properties

• HashMap의 구버전
• String, String으로 저장된 클래스

Properties prop = new Properties();
prop.setProperty("time","30");
prop.setProperty("size","10");
prop.setProperty("lang","kr");

// name=value형식을 쉽게 파싱할 수 있다.
Properties prop = new Properties();
prop.load(new FileInputStream("file.txt"));
prop.getProperty("name");

유용한 클래스들

java.util에서 자주쓰이는 클래스들

Calendar와 Date

• Date보다는 Calendar권장
• Calendar는 추상클래스
• 2월의 마지막날을 구할땐 3월1일에서 하루빼면됨

new Calendar.getInstance()로 지역, 국가설정, 현재날짜를 설정

Calendar date = Calendar.getInstance();
date.set(2005,0,31); // 직접 설정

Random

• 난수얻는 클래스
• Math.random()과 비슷함

정규식

원하는 조건의 문자열을 찾아줌

// 패턴
Pattern p = Pattern.compile("c[a-z]*"); 
// 데이터
Matcher m = p.matcher(data[i]);
// 매치되는지 체크
if(m.matches()) {
	System.out.println(data[i]);
}

String source = "HP:011-1111-1111, HOME:02-999-9999";
// ()로 그룹핑
String pattern = "(0\\d{1,2})-(\\d{3,4})-(\\d{4})";

Pattern p = Pattern.compile(pattern);
Matcher m = p.matcher(source);

// it.hasNext()랑 같음
while (m.find()) {
	System.out.println(m.group(1) + "," + m.group(2) + "," + m.group(3) + "," + m.group());
}

Scanner

화면, 파일, 문자열 입력 -> 문자데이터 읽기

Scanner s = new Scanner(System.in);
String input = s.nextLine();

// 숫자들이 저장되있는 파일읽기
Scanner sc = new Scanner(new File("number-file.txt"));
while(sc.hasNextInt()) {
	sc.nextInt(); // 줄단위로 숫자 출력
}

StringTokenizer

긴 문자열의 토큰을 구분

String source = "100,200,300,400";
StringTokenizer st = new StringTokenizer(source, ","); // split 대신 사용
		
while(st.hasMoreTokens()) {
	System.out.println(st.nextToken());
}

형식화클래스

변환, 표준화관련 클래스

DecimalFormat

double number = 123.45;
DecimalFormat df = new DecimalFormat("0.0");
System.out.printf("%s", df.format(number));

SimpleDataFormat

날짜출력을 다양하게 하는 클래스

Date today = new Date();
SimpleDateFormat sdf = new SimpleDateFormat("yyyy-MM-dd HH:mm:ss");
System.out.println(sdf.format(today));		

ChoiceFormat

특정범위 값을 문자열로 변환

double[] limits = { 60, 70, 80, 90 };
String[] grades = { "D", "C", "B", "A" };
int[] scores = { 100, 95, 88, 70, 52, 60, 70 };
ChoiceFormat form = new ChoiceFormat(limits, grades);
for (int i = 0; i < scores.length; i++) {
	System.out.println(scores[i] + ":" + form.format(scores[i]));
}

for, if문으로 학점구하는 로직이랑 비슷함

MessageFormat

메세지형식 출력

String msg = "Name : {0}, Tel : {1}";

Object[] arg = {
		"이자바","010-1323-1231"
};

String result = MessageFormat.format(msg, arg);
System.out.println(result);
// Name : 이자바, Tel : 010-1323-1231

제네릭스

• 타입안정성 제공
• 차입체크, 형변환 생략
• 타입을 지정하지않으면 Object

ArrayList<E>

ArrayList<Tv> tvList = new ArrayList<Tv>();

Tv객체만 저장가능한 예제

ArrayList tvList = new ArrayList();
tvList.add(new Tv());
Tv t = new (Tv) tvList.get(0);

제네릭 없이사용

ArrayList<Tv> tvList = new ArrayList<Tv>();
tvList.add(new Tv());
Tv t = tvList.get(0);

제네릭 사용

public static void printAll(ArraytList<? extends Product> list) {
	for(Unit u : list) {
    	System.out.println(u);
    }
}

제네릭 다형성사용?을 쓴다.

• ?대신 T를 써도된다.
  
  

Iterator<E>

public interface Iterator<E> {
	boolean hasNext();
    E next();
    void remove();
}

Iterator 코드

Iterator<Student> it = list.iterator();
while(it.hasNext()) {
	Student s = it.next();
    System.out.println(s.name);
}

위 예제에서 Iterator를 제네릭으로 안쓰면
Student s = (Student) it.next() 이렇게 형변환해서 사용해야한다.

Comparable<T>과 Collection.sort()

클래스 정렬

public class Main {
	public static void main(String[] args) {
		List<Student> list = new ArrayList<>();
		list.add(new Student("A", 1));
		list.add(new Student("Ab", 12));
		list.add(new Student("Ac", 3));
		list.add(new Student("Ad", 11));
		
		Collections.sort(list); // Comparable을 구현해야 사용가능
		
		Iterator<Student> it = list.iterator();
		while(it.hasNext()) {
			Student s = it.next();
			System.out.println(s);
		}
	}
}

class Student implements Comparable<Student> { // Cmparable 구현
	String name = "";
	int number = 0;

	public Student(String name, int number) {
		this.name = name;
		this.number = number;
	}

	@Override
	public int compareTo(Student o) {
		return o.number - this.number; // 내림차순
	}
	
	@Override
	public String toString() {
		return name + " " + number;
	}
}

java public static <T extends Comparable<? super T>> void sort(List<T> list)
Collection.sort()의 선언부

• List<T> list : List<T>인터페이스를 구현해야 사용가능
• <T extends Comparable<? super T>>
  1. Comparable인터페이스를 구현한 타입이여야 함
  2. ? Super T는 조상타입만 가능

HashMap<K, V>

아래형식으로 선언

HashMap<String, Stduent> map = new HashMap<String, Student>();