⚡ 자바의 Collection 프레임워크 Ⅰ
필자는 코딩테스트를 위해 사용할 언어로 자바를 사용하겠다고 결심하였다.
🤔 Why?
1) 자바는 2년 전부터 꾸준히 공부하던 언어다.
2) 파이썬의 숙련도가 낮다.
3) 자바스크립트는 코딩테스트에 활용하기에 불편한 점이 많다. (우선순위 큐 같은 구조는 직접 구현하여 사용해야한다...)
그리하여 오늘은 코딩테스트의 자료구조 문제에 활용하기 위한 Java의 Collection Framework를 보며 활용법을 알아본다.
⚠ 이 글에 나오는 자료구조에 대한 자세한 설명은 자바스크립트를 이용하여 설명한 이전의 글들로 대체한다.
그 전에 코드 테스트를 위해 collection 패키지와 내부에 Member 클래스를 구현한다.
🖥 Member.java
package collection;
public class Member {
private int memberId;
private String memberName;
public Member(int memberId, String memberName) {
this.memberId = memberId; // 멤버의 id
this.memberName = memberName; // 멤버의 이름
}
public int getMemberId() {
return memberId;
}
public void setMemberId(int memberId) {
this.memberId = memberId;
}
public String getMemberName() {
return memberName;
}
public void setMemberName(String memberName) {
this.memberName = memberName;
}
📌 Collection Framework
🔷 미리 구현한 자료구조가 담긴 프레임워크로, java.util 패키지에서 제공한다.
-
주로 쓰이는 것만 모아놓은 대강의 구조는 다음과 같다.
-
컬렉션 인터페이스 하위에 List 인터페이스와 Set 인터페이스로 나뉜다.
- List 인터페이스: 순서가 있는 자료 관리 및 중복을 허용
- Set 인터페이스: 순서가 정해져 있지 않으며 중복을 허용하지 않음
-
Collection 인터페이스에 선언된 메서드
1) boolean add(E e) : Collection에 객체를 추가한다.
2) void clear() : Collection의 모든 객체를 제거한다.
3) Iterator <E> iterator : Collection을 순환할 반복자를 반환한다.💡 Iterator
자료 구조 내의 요소를 순회할 때 사용한다. 순서가 없는 Set 인터페이스를 구현하면 get(i) 메서드를 통한 탐색이 불가능하다. 이런 경우를 위한 Iterator의 메서드로 탐색이 가능하다.4) boolean remove(Object o): Collection에 매개변수에 해당하는 인스턴스가 존재하면 제거한다.
5) int size(): Collection에 있는 요소의 개수를 반환한다.
-
Map 인터페이스
- 하나가 아닌 쌍으로 되어 있는 자료를 관리하는 메서드들이 선언되어 있다.
- key - value 쌍으로 표현한다.
- 이를 이용한 검색용 자료 구조라고 볼 수 있다.
⚠ 키 값은 고유하며 중복될 수 없지만 value 값은 여러 개이거나 중복될 수 있다.
📌 List 인터페이스
🔷 ArrayList 클래스
- 객체 배열을 구현한 클래스
- 객체 순서를 기반으로 순차적으로 자료를 관리하는 프로그램을 구현할 때 사용한다.
🖥 활용 코드
- addMember(): 배열의 마지막에 새 멤버 추가
- insertMember(): 배열의 원하는 위치에 새 멤버 추가
- removeMember(): 배열 내의 요소 삭제
- showAllMember(): 배열 내의 모든 요소 출력
package arraylist;
import java.util.*;
import collection.Member;
public class MemberArrayList {
private ArrayList<Member> arrayList;
public MemberArrayList() {
arrayList = new ArrayList<Member>();
}
public void addMember(Member member) {
arrayList.add(member);
}
public void insertMember(Member member, int index) {
arrayList.add(index, member);
}
public boolean removeMember(int memberId) {
// 삭제할 요소가 배열 내에 존재하는지 확인
// 1. 기존의 for 문을 이용한 방법
for(int i = 0; i <arrayList.size(); i++) {
Member member = arrayList.get(i);
int tempId = member.getMemberId();
if(tempId == memberId) {
arrayList.remove(i);
return true;
}
}
// 2. Iterator를 이용한 방법
Iterator<Member> ir = arrayList.iterator();
while(ir.hasNext()) {
Member member = ir.next();
int tempId = member.getMemberId();
if(tempId==memberId) {
arrayList.remove(member);
return true;
}
}
System.out.println(memberId + "가 존재하지 않습니다");
return false;
}
public void showAllMember() {
for(Member member : arrayList) {
System.out.println(member);
}
System.out.println();
}
}
🖥 테스트 코드
package arraylist;
import collection.Member;
public class MemberArrayListTest {
public static void main(String[] args) {
MemberArrayList memberArrayList = new MemberArrayList();
Member memberLee = new Member(1, "이도영");
Member memberPark = new Member(2, "박영규");
Member memberKim = new Member(3, "김청");
Member memberBaek = new Member(4, "백준아");
memberArrayList.addMember(memberLee);
memberArrayList.addMember(memberPark);
memberArrayList.addMember(memberKim);
memberArrayList.addMember(memberBaek);
memberArrayList.showAllMember();
memberArrayList.removeMember(memberPark.getMemberId());
memberArrayList.showAllMember();
memberArrayList.insertMember(memberPark, 0);
memberArrayList.showAllMember();
}
}
🖨 결과
🖥 ArrayList로 구현한 스택
- push(): 스택에 자료 추가
- pop(): 스택의 자료 꺼내기
package arraylist;
import java.util.ArrayList;
class MyStack {
private ArrayList<String> arrayStack = new ArrayList<>();
public void push(String data) {
arrayStack.add(data);
}
public String pop() {
int len = arrayStack.size();
if(len == 0) {
System.out.println("스택이 비어있습니다.");
return null;
}
return (arrayStack.remove(len-1));
}
}
public class StackTest {
public static void main(String[]args) {
MyStack stack = new MyStack();
stack.push("A");
stack.push("B");
stack.push("C");
System.out.println(stack.pop());
System.out.println(stack.pop());
System.out.println(stack.pop());
}
}
🖨 결과
🖥 ArrayList로 구현한 큐
- enqueue(): ArrayList 맨 뒤에 요소를 추가
- dequeue(): ArrayList 맨 앞의 요소 꺼내기
package arraylist;
import java.util.*;
class MyQueue {
private ArrayList<String> arrayQueue = new ArrayList<>();
public void enQueue(String data) {
arrayQueue.add(data);
}
public String dequeue() {
int len = arrayQueue.size();
if(len == 0) {
System.out.println("큐가 비어있습니다.");
return null;
}
return(arrayQueue.remove(0));
}
}
public class QueueTest {
public static void main(String[] args) {
MyQueue queue = new MyQueue();
queue.enQueue("A");
queue.enQueue("B");
queue.enQueue("C");
System.out.println(queue.dequeue());
System.out.println(queue.dequeue());
System.out.println(queue.dequeue());
}
}🖨 결과
🔷 Vector 클래스
- ArrayList처럼 배열을 구현한 클래스
- ArrayList와 사용 방법이 같기 때문에 코드는 생략한다.
- ArratList와 다르게 동기화를 지원한다.
💡 동기화
2개 이상의 스레드가 동시에 Vector를 사용할 때 오류가 나지 않도록 실행순서를 보장하는 것을 의미한다. 하나의 스레드만 수행되면 단일 스레드라고 하고, 두 개 이상의 스레드가 동시에 실행되는 경우를 멀티 스레드라고 하는데 멀티스레드의 경우 동시에 실행 시 같은 메모리 공간에 접근하기 때문에 변수 값이나 메모리 상태에 오류가 생길 수 있다. 이런 오류를 막을 수 있다는 장점이 있으나 Vector의 모든 메서드는 호출될 때마다 잠금과 해제를 거치기 때문에 ArrayList보다 훨씬 느리다.
🔷 LinkedList 클래스
- 연결리스트 자료구조를 구현한 클래스
- 자료 변동이 많은 경우에는 배열보다 시간 복잡도 상으로 훨씬 효과적이다.
🖥 활용 코드
- add(): 연결리스트에 요소 추가
- addFirst(), addLast(): 연결리스트의 처음과 마지막에 요소 추가
- removeFirst(), removeLast(): 연결리스트의 처음과 마지막 요소 삭제
package collection;
import java.util.*;
public class LinkedListTest {
public static void main(String[] args) {
LinkedList<String> myList = new LinkedList<>();
myList.add("A");
myList.add("B");
myList.add("C");
System.out.println(myList);
myList.add(1,"D");
System.out.println(myList);
myList.addFirst("E");
System.out.println(myList);
myList.addLast("F");
System.out.println(myList);
System.out.println(myList.removeLast());
System.out.println(myList);
System.out.println(myList.removeFirst());
System.out.println(myList);
}
}
🖨 결과
다음엔 Set 인터페이스와 Map 인터페이스를 알아보자.
