자바 컬렉션

포모·2020년 12월 10일

Java

JAVA API

목록 보기

2/5

배열 대신 컬렉션을 사용하라는 2주차 피드백이 있었는데요
자바의 Collection이란 무엇일까요?

엄청 많네요.. 내용이... 열심히 정리해보겠씁미다!!!!! 😂

여러 원소를 담은 자료구조로, 배열과의 차이점은 정적 메모리 할당이 아닌 동적 메모리 할당을 합니다.
즉, 배열은 크기를 지정해주고 공간을 만든다면 컬렉션은 유동적으로 추가/삭제해줄 수 있습니다.

자바 컬렉션의 구조는 다음과 같습니다.

🎯 Collection interface

Collection 인터페이스를 상속 받은 하위 클래스들을 Collection 인터페이스의 함수를 구현해야합니다.
Collection 인터페이스에 구현된 함수들은 다음과 같습니다.

return type	method	details
boolean	add(element)	요소를 추가
boolean	addAll(Collection)	컬렉션 요소(매개변수)를 모두 추가
void	clear	컬렉션의 모든 요소를 제거
boolean	contains(Object)	매개변수 객체가 해당 컬렉션에 있는지 확인
boolean	containsAll(Collection)	매개변수 모든 객체들이 해당 컬렉션에 있는지 확인
boolean	equals(Object)	매개변수 객체와 같은 객체인지 비교
int	hashCode()	해시 코드 값을 리턴
boolean	isEmpty()	컬렉션이 비어있는 지 확인
Interator	iterator()	요소를 하나씩 처리하기 위해 iterator 객체 리턴
boolean	remove(Object)	매개변수와 동일한 객체 삭제
boolean	removeAll(Collection)	매개변수 객체들을 해당 컬렉션에서 삭제
boolean	retainAll(Collection)	매개변수로 넘어온 객체들만 컬렉션이 남겨둔다.
int	size()	요소의 개수 리턴
Object[]	toArray()	컬렉션에 있는 데이터를 배열로 복사
T[]	toArray(T[ ])	컬렉션에 있는 데이터들을 지정한 타입의 배열로 복사

🎯 List interface

List 인터페이스는 배열처럼 순서가 있습니다.
List의 하위 클래스인 ArrayList, LinkedList, Vector, Stack이 순서가 있는 컬렉션으로 많이 사용된다고 합니다.

여기서, ArrayList와 Vector는 거의 동일하지만 ArrayList는 Thread safe하지 않고, Vector는 Thread safe합니다.
(Thread safe : 한 객체에 동시에 여러 일을 수행하는 경우 문제가 발생할 수 있다. 그런 문제로부터 safe한 경우를 의미한다.)
Stack은 Vector를 확장하여 사용하고, LIFO를 지원하기 위해 만들어졌습니다.

ArrayList

한 클래스의 한 가지 종류의 객체만 저장하기 때문에
컬렉션 관련 클래스의 객체를 선언할 때 제네릭을 사용하여 선언하는 것을 권장합니다.(<>).

주요 메소드

데이터 추가

return type	method	details
boolean	add(E e)	매개변수 데이터를 가장 끝에 추가
void	add(int index, E e)	매개변수 데이터를 지정된 index 위치에 추가
boolean	addAll(Collection<? extends E> c)	매개변수 컬렉션 데이터를 가장 끝에 추가
boolean	addAll(int index, Collection<? extends E> c)	매개변수 컬렉션 데이터를 index에 지정된 위치에 추가

데이터 확인

return type	method	details
int	size()	ArrayList 객체의 데이터 개수 리턴
E	get(int index)	매개변수 지정 위치의 데이터 리턴
int	indexOf(Object o)	매개변수 객체와 동일한 데이터의 위치 리턴
int	lastIndexOf(Obejct o)	매개변수 객체와 동일한 마지막 데이터 위치 리턴
Object[]	toArray()	ArrayList 객체들의 값들을 Obejct[]] 타입의 배열로 변환하여 리턴
T[]	toArray(T[] a)	ArrayList 객체들의 값을 매개변수로 넘어온 T 타입의 배열로 변환하여 리턴

데이터 삭제 및 변경

return type	method	details
void	clear()	모든 데이터 삭제
E	remove(int index)	매개 변수에 지정한 위치의 데이터 삭제, 해당 데이터를 리턴
boolean	remove(Object o)	매개변수에 넘어온 객체와 동일한 첫번째 데이터 삭제
boolean	removeAll(Collection<?> c)	매개변수로 넘어온 컬렉션 객체와 동일한 모든 데이터 삭제
E	set(int index, E element)	지정 위치의 데이터를 두번째 매개변수(element) 값으로 변경, 해당 위치 데이터는 리턴

Linked List

LinkedList는 각 노드가 데이터와 포인터를 가지고 한줄로 연결되어 있는 방식의 자료구조입니다.
한 요소의 앞 뒤에 무엇이 연결되어 있는지 알고 있기 때문에 중간에 요소를 삽입하거나 삭제할 때 ArrayList보다 효율적입니다.

주요 메소드

return type	method	details
boolean	add(Object o)	매개변수 객체를 리스트 끝에 추가
void	add(E o)	매개변수 데이터를 끝에 추가
void	add(int index, Object element)	지정된 위치(index)에 객체를 추가
boolean	addAll(Collection c)	매개변수 컬렉션을 끝에 추가
void	addFirst(E o)	매개변수 데이터를 앞에 추가
void	clear()	모든 요소 삭제
boolean	contains(Object o)	지정된 객체가 해당 리스트에 있는지 확인
boolean	containsAll(Colllection c)	매개변수 컬렉션의 모든 요소가 포함되어 있는 지 확인
E	element()	첫번째 요소 반환
E	removeFirst()	첫번째 요소 반환&삭제
Object	get(int index)	지정된 위치의 객체 반환
int	indexOf(Object o)	지정된 객체와 동일한 요소의 위치 반환
boolean	isEmpty()	리스트가 비어있는 지 확인
Iterator	iterator()	iterator 반환
ListIterator	listIterator(int index)	지정위치부터 시작하는 ListIterator 반환
boolean	offer(E o)	전달된 요소를 끝에 추가
E	peek()	가장 첫번째 요소 반환
E	poll()	가장 첫번째 요소 반환 후 삭제
boolean	remove(Object o)	매개변수 객체와 동일한 첫번째 요소를 삭제
boolean	removeAll(Collection c)	매개변수 컬렉션과 일치하는 모든 요소 제거
boolean	retainAll(Collection c)	매개변수 컬렉션의 모든 요소가 포함되어있는지 확인
Object	set(int index, Object element)	지정된 위치의 객체를 매개변수 객체로 변환
int	size()	리스트 크기 반환
List	subList(int fromIndex, int toIndex)	LinkedList의 일부를 List로 반환
Object[]	toArray()	Linkedlist에 저장된 객체를 배열로 반환
Object[]	toArray(Object[] a)	LinkedList에 저장된 객체를 배열로 변환하여 매개변수 배열에 저장

Stack

마지막으로 들어온 데이터를 가장 처음에 꺼내는 LIFO(Last In First Out) 기능을 구현하려고 할 때 필요한 클래스입니다.

주요 메소드

return type	method	details
boolean	empty()	객체가 비어있는지 확인
E	peek()	객체 가장 위 데이터를 리턴
E	pop()	객체 가장 위 데이터를 지우고 리턴
E	push(E item)	매개변수 데이터를 가장 위에 저장
int	search(Object o)	매개변수 데이터의 위치 리턴

🎯 Queue interface

Queue의 사전적의미는 "줄을 서서 기다리는 것"이라고 하는데요,
이처럼 줄 지어 순서대로 처리되는 것을 Queue라고 하고 FIFO(First In First Out)의 형태를 가집니다.

Enqueue : 큐 맨 뒤에 데이터 추가
Dequeue : 큐 맨 앞의 데이터 삭제

특징

먼저 들어간 자료가 먼저 나오는 FIFO 구조
맨 앞을 가르키는 front는 삭제 연산을 수행
맨 뒤를 가리키는 rear는 삽입 연산만 수행
컴퓨터 버퍼에 주로 사용, 입력이 되었으나 처리를 하지 못할 때 버퍼(Queue)를 만들어 대기

주요 메소드

return type	method	details
boolean	add(Object o)	맨 뒤 요소 삽입, 큐에 공간이 없는 경우 `IllegalStateException` 발생
Object	element()	맨 앞의 요소를 반환
boolean	offer(Object o)	맨 뒤에 요소 삽입
E	peek()	맨 앞 요소 반환, 큐가 비었으면 null 반환
E	poll()	맨 앞 요소 반환, 해당 큐 제거 & 큐가 비어있으면 null 반환
Object	remove()	객체를 꺼내 반환

Deque

Deque는 인터페이스로 구현되었습니다.
맨 앞과 맨 끝 모두 삽입과 삭제가 발생할 수 있습니다. (어떻게 사용하느냐에 따라 Queue가 될수도 Stack이 될 수도 있습니다.)
이를 구현한 ArrayDeque, LinkedBlockingDeque, ConcurrentLinkedDeque, LinkedList 등의 클래스가 있습니다.

주요 메소드

method	details
addFirst(E e)	맨 앞 요소 삽입, 용량 제한시 예외 발생
offerFirst(E e)	맨 뒤 요소 삽입, 용량 제한시 false
addLast(E e)	맨 끝 요소 삽입, 용량 제한시 예외 발생
add(E e)	addLast()와 동일
offerLast(E e)	맨 끝 요소 삽입, 용량 제한시 false
removeFirst()	맨 앞 요소를 리턴&제거, 덱이 비었으면 예외 발생
pollFirst()	맨 앞 요소를 리턴&제거, 덱이 비었으면 null 리턴
removeLast()	맨 뒤 요소를 리턴&제거, 덱이 비어있으면 예외 발생
pollLast()	맨 뒤 요소를 리턴&제거, 덱이 비어있으면 null 리턴
remove()	removeFirst()와 동일
poll()	pollFirst()와 동일
getFirst()	맨 앞 요소를 리턴, 덱이 비었으면 예외 발생
peekFirst()	맨 앞 요소를 리턴, 덱이 비었으면 null 발생
getLast()	맨 뒤 요소 리턴, 덱이 비어있으면 예외 발생
peek()	peekFirst()와 동일
removeFirstOccurrence(Object o)	매개변수 객체와 동일한 첫번째 요소를 제거
removeLastOccurrnece(Object o)	매개변수 객체와 동일한 마지막 요소를 제거
element()	removeFirst()와 동일
addAll(Collection <? extends E c>	매개변수 컬렉션을 맨 뒤에 삽입
push()	addFirst()와 동일, 덱을 스택으로 사용할 때 쓰임
pop()	removeFirst()와 동일, 덱을 스택으로 사용할 때 쓰임
remove(Object o)	removeFirstOccurrence(Object o)와 동일
contain(Object o)	매개변수 객체와 동일한 객체가 포함되어있는 지 확인
size()	덱의 크기 반환
iterator()	맨 앞부터 순차적으로 실행되는 iterator 반환
descendingIterator()	맨 뒤부터 순차적으로 실행되는 iterator 반환

Priority Queue

우선순위 큐는 데이터의 우선순위를 먼저 결정하고 그 우선순위가 높은 요소가 먼저 나가는 자료구조입니다.
큐의 값을 꺼내면(맨 앞 요소) 우선 순위가 가장 높은 값이 반환됩니다.

특징

높은 우선 순위의 요소를 먼저 꺼내 처리하는 구조
내부 요소는 힙으로 구성되어 이진트리 구조로 이루어져있음
내부 구조가 힙으로 구성되어 있기 때문에 시간 복잡도는 O(NlogN)

메소드는 위에서 설명한 내용과 동일하여 생략하겠습니다. 👌

🎯 Set interface

Set은 List와 다르게 객체의 중복 저장이 불가능하고 인덱스를 관리하지 않기 때문에 저장 순서가 보장되지 않습니다. (null값 저장가능)
따라서 데이터를 탐색하려면 iterator를 생성하여 데이터를 가져와야합니다.

Set 인터페이스를 구현한 클래스는 HashSet, TreeSet, LinkedHashSet 등이 있습니다.

특징

HashSet : 데이터를 중복 저장할 수 없고 순서를 보장하지 않습니다.
TreeSet : 기본적으로 오름차순 데이터를 정렬하여 저장합니다.
LinkedHashSet : 입력된 순서대로 데이터를 관리합니다.

Set의 데이터를 iterator를 이용하여 탐색해보는 예제를 보겠습니다.

Set<String> set = new HashSet<String>();
set.add("김철수");
...		//	 데이터 추가

Iterator<String> it = set.iterator();

while (it.hasNext()) {
	System.out.println(it.next());
}

🎯 Map interface

Map은 키와 값으로 이루어져있습니다.
키에 따라 값을 찾을 수 있기 때문에 삽입 순서는 정해지지 않습니다.

특징

모든 데이터는 키와 값이 존재
키 없이 값만 존재 X
값 없이 키만 저장 X
키는 해당 Map에서 고유
값은 Map에서 중복되어도 상관 X
데이터가 순차적으로 추가 X ( 데이터 저장순을 출력 X)

주요 메소드

return type	method	details
V	put(K key, V value)	첫번째 매개변수(키)와 두번째 매개변수(값)을 갖는 데이터 저장
void	putAll(Map<? extends K, ? extends V> m)	매개변수인 Map의 모든 데이터 저장
V	get(Object key)	매개변수(키)에 해당하는 값을 리턴
V	remove(Object key)	매개변수(키)에 해당 값을 리턴하며 해당 키와 값은 삭제
Set	keySet()	키의 목록을 Set 타입으로 리턴
Collection	values()	값의 목록을 Collection 타입으로 리턴
Set<Map.Entry<K,V>>	entrySet()	Map 안 Entry 타입의 Set을 리턴
int	size()	Map의 크기를 리턴
void	clear()	Map의 내용을 삭제

Map 인터페이스와 Hashtable 클래스의 차이

기능	HashMap	Hashtable
키나 값에 null 저장	O	X
여러 스레드 동시 접근	X	O

1. HashMap

대부분 HashMap 객체를 생성할 때 매개변수가 없는 생성자를 사용한다. 하지만 HashMap에 담을 데이터 개수가 많은 경우 초기 크기를 지정해주는 것을 권장한다.

HashMap의 예시를 한번 볼까요? 😉

HashMap<String, String> map = new HashMap<String, String>();
map.put(1, "김철수");
map.put(2, "김영희");

for (Entry<Integer, String> entry : map.entrySet()) {
	System.out.println(entry.getKey() + entry.getValue());
}

for (Integer i : map.keySet()) {
	System.out.println(i+map.get(i));
}

map.remove(1);	// "김영희" 제거
map.clear(); 	// 모두 제거

2. TreeMap

TreeMap 클래스는 키와 값을 저장하는 동시에 키를 정렬합니다.
(정렬 순서 : 숫자 > 알파벳 대문자 > 알파벳 소문자 > 한글)
정렬이 필요하다면 HashMap보다는 TreeMap을 사용을 권장합니다.

주요 메소드

return type	method	details
K	firstKey()	가장 앞에 키를 리턴
K	lastKey()	가장 뒤의 키를 리턴
K	higherKey()	특정 키 뒤에 있는 키를 리턴
K	lowerKey()	특정 키 앞에 있는 키를 리턴

TreeMap의 예제도 보도록 하겠습니다.

TreeMap<Integer, String> map = new TreepMap<>();

map.put(30, "김삼십");
map.put(10, "윤십");
map.put(20, "최이십");

for (Intger key : map.keySet()) {
	System.out.println(key+map.get(key));	
}

/*
10 윤십
20 최이십
30 김삼십
*/

🛴 마무리

Collection 인터페이스로 구현된 클래스들에 대해서 알아보았습니다.
관련 메소드도 많이 적어놨는데, 이걸 다 외우기 보다는 이런 것들이 있구나 정도로만 보시면 될 듯 합니다.
그리고 나중에 적절하다고 판단되는 API를 선택하여 관련 메소드를 다시 보고 사용할 수 있도록 해야겠습니다. 😊

참고

포모

이전 포스트

JAVA Stream

다음 포스트

자바 컬렉션

JAVA API

🎯 Collection interface

🎯 List interface

ArrayList

주요 메소드

Linked List

주요 메소드

Stack

주요 메소드

🎯 Queue interface

특징

주요 메소드

Deque

주요 메소드

Priority Queue

특징

🎯 Set interface

특징

🎯 Map interface

특징

주요 메소드

Map 인터페이스와 Hashtable 클래스의 차이

1. HashMap

2. TreeMap

주요 메소드

🛴 마무리

참고

JAVA Stream

자바의 Enum

0개의 댓글