1. 컬렉션 프레임워크

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• 자바는 널리 알려져 있는 자료구조로 객체들을 효율적으로 추가, 삭제, 검색 할 수 있도록 인터페이스와 구현 클래스를 java.util 패키지에서 제공한다. 이들을 총칭해서 컬렉션 프레임워크라고 부른다.
• 주요 인터페이스로는 List, Set, Map이 있다.
  

1) List 컬렉션

• 배열과 비슷하게 객체를 인덱스로 관리한다.
• 배열과의 차이점은 저장 용량이 자동으로 증가하며, 객체를 저장할 때 자동 인덱스가 부여된다는 것이다. 그리고 추가, 삭제, 검색을 위한 다양한 메소드들이 제공된다.
• List 컬렉션은 객체 자체를 저장하는 것이 아니라 객체의 번지를 참조한다. 그렇기 때문에 동일한 객체를 중복 저장할 수도 있다. null도 저장이 가능하며, 이 경우에는 해당 인덱스는 객체를 참조하지 않는다.
• ArrayList, Vector, LinkedList 등이 있다.

주요 메소드

객체 추가

• boolean add(E element) : element를 맨 끝에 추가
• void add(int index, E e) : 해당 index에 e를 추가
• E set(int index, E e) : 해당 index에 저장된 객체를 e로 바꾼다.

객체 검색

• boolean contains(Object o) : o가 저장되어 있는지 확인
• E get(int index) : 해당 index에 저장된 객체 리턴
• boolean isEmpty() : 컬렉션이 비어있는지 확인
• int size() : 저장되어 있는 전체 객체 수를 리턴

객체 삭제

• void clear() : 저장된 모든 객체를 삭제
• E romove(int index) : 해당 index에 저장된 객체 삭제
• boolean romove(Object o) : 주어진 객체 o를 삭제

(1) ArrayList

List<String> list = new ArrayList<String>();
List<String> list = new ArrayList<>();
// E 타입 파라미터를 생략하면 왼쪽 List에 저장된 타입을 따라간다.

• ArrayList에 객체를 추가하면 0번 인덱스부터 차례대로 저장된다.

• 특정 인덱스의 객체를 제거하면 바로 뒤 인덱스부터 마지막 인덱스까지 모두 앞으로 1씩 당겨진다. 마찬가지로 특정 인덱스에 객체를 삽입하면 해당 인덱스로부터 마지막 인덱스까지 모두 1씩 밀려난다.

• 인덱스를 이용해서 객체를 찾거나 맨 마지막에 객체를 추가하는 경우에는 좋은 성능을 발휘한다. 하지만 빈번한 객체 삭제와 삽입이 일어나는 곳에서는 LinkedList를 사용하는 것이 낫다.

(2) Vector

List<E> list = new Vector<E>();
List<E> list = new Vector<>(); 

• ArrayList와 동일한 내부 구조를 가지고 있다.

• 다른점은 Vector는 동기화된 메소드로 구성되어 있기 때문에 멀티 스레드가 동시에 Vector의 메소드를 실행할 수 없고, 하나의 스레드가 메소드 실행을 완료해야만 다른 스레드가 메소드를 실행할 수 있다.

• 그래서 멀티 스레드 환경에서 안전하게 객체를 추가, 삭제할 수 있다. 이것을 스레드에 안전하다고 표현한다.

(3) LinkedList

• ArrayList는 내부 배열에 객체를 저장해서 관리하지만, LinkedList는 인접 참조를 링크해서 체인처럼 관리한다.

• LinkedList에서 특정 인덱스의 객체를 제거하면 앞뒤 링크만 변경되고 나머지 링크는 변경되지 않는다. 특정 위치의 삽입도 마찬가지이다.

구분	순차적으로 추가/삭제	중간에 추가/삭제	검색
ArrayList	빠르다	느리다	빠르다
LinkedList	느리다	빠르다	느리다

2) Set 컬렉션

• List 컬렉션은 객체의 저장 순서를 유지하지만, Set 컬렉션은 저장 순서가 유지되지 않는다.
• 객체를 중복해서 저장할 수 없고, 하나의 null만 저장할 수 있다.
• HashSet, LinkedHashSet, TreeSet 등이 있다.

주요 메소드

• 인덱스로 관리하지 않기 때문에 인덱스를 매개값으로 갖는 메소드가 없다.

객체 추가

• boolean add(E e) : e를 저장한다. 성공적으로 저장되면 true를 리턴하고 중복 객체면 false를 리턴한다.

객체 검색

• boolean contains(Object o) : 주어진 객체가 있는지 확인한다.
• boolean isEmpty() : 컬렉션이 비어있는지 확인한다.
• Iterator<E> iterator() : 저장된 객체를 한 번씩 가져오는 반복자를 리턴한다.
  • Interator 메소드
  • boolean hasNext() : 가져올 객체가 있으면 true 리턴, 없으면 false 리턴
  • E next() : 컬렉션에서 하나의 객체를 리턴
  • void remove() : Set 컬렉션에서 객체 제거한다. Interator의 메소드이지만, 실제 Set 컬렉션에서 객체가 제거된다.
• int size() : 저장되어 있는 전체 객체 수를 리턴한다

객체 삭제

• void clear() : 저장된 모든 객체를 삭제
• boolean remove(Object o) : 주어진 객체를 삭제

1) HashSet

Hash<E> set = new HashSet<E>();

• 객체들을 순서 없이 저장하고 동일한 객체는 중복 저장하지 않는다.
  • hashCode() -> equals() 결과가 true면 동일한 객체로 판단한다.
• 위의 특성을 이용하여 hashCode()를 적절하게 오버라이딩 한다면, 매개값이 같은 객체의 중복 저장을 피할 수 있다.

3) Map 컬렉션

• 키와 값으로 구성된 Map.Entry 객체를 저장하는 구조를 가지고 있다.
• Entry는 Map 인터페이스 내부에 선언된 중첩 인터페이스이다.
• 키는 중복 저장될 수 없지만 값은 중복 저장될 수 있다. 만약 기존에 저장된 키와 동일한 키로 값을 저장하면 기존의 값은 없어지고 새로운 값으로 대체된다.
• HashMap, Hashtable, LinkedHashMap, Properties, TreeMap 등이 있다.

주요 메소드

객체 추가

• V put(K key, V value) : 주어진 키로 값을 저장한다. 새로운 키일 경우 null 리턴한고 동일한 키가 있을 경우 값을 대체하고 이전 값을 리턴한다.

객체 검색

• boolean containsKey(Object key) : 주어진 키가 있는지 확인
• boolean containsValue(Object value) : 주어진 값이 있는지 확인
• Set<Map.Entry<K, V>> entrySet() : 키와 값의 쌍으로 구성된 모든 Map.Entry 객체를 Set에 담아서 리턴
• V get(Object key) : 주어진 키의 값을 리턴
• boolean isEmpty() : 컬렉션이 비어있는지 확인
• Set<K> keySet() : 모든 키를 Set 객체에 담아서 리턴
• int size() : 저장된 키의 총 수를 리턴
• Collection<V> values() : 저장된 모든 값을 Coolection에 담아서 리턴

객체 삭제

• void clear() : 모든 Map.Entry(키와 값)을 삭제
• V remove(Object key) : 주어진 키와 일치하는 Map.Entry를 삭제하고 값을 리턴

(1) HashMap

Map<String, Integer> map = new HashMap<String, Integer>();
Map<String, Integer> map = new HashMap<>();

• hashCode(), equals()가 같다면 동등한 객체로 간주한다.
• 주로 키타입은 String을 많이 사용하는데, String은 문자열이 같을 경우 동등 객체가 될 수 있도록 hashCode()와 equals() 메소드가 재정의되어 있다.

(2) Hashtable

Map<String, Integer> map = new Hashtable<String, Integer>();
Map<String, Integer> map = new Hashtable<>();

• HashMap과 동일한 내부 구조를 가지고 있다.
• hashCode(), equals()가 같다면 동등한 객체로 간주한다.
• 차이점은 Hashtable은 동기화된 메소드로 구성되어 있기 때문에 멀티 스레드가 동시에 Hashtable이 메소드들을 실행할 수 없고, 하나의 스레드가 실행을 완료해야만 다른 스레드를 실행할 수 있다.
  • 멀티 스레드 환경에서 안전하게 객체를 추가, 삭제할 수 있기 때문에 Hashtable은 스레드에 안전하다.

2. LIFO와 FIFO 컬렉션

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• LIFO : Last In First Out, 나중에 넣은 객체가 먼저 빠저나가는 자료구조이다. 스택이 해당된다.
• FIFO : First In First Out, 먼저 넣은 객체가 먼저 빠저나가는 자료구조이다. 큐가 해당된다.

1) Stack

Stack<E> stack = new Stack<E>();
Stack<E> stack = new Stack<>();

주요 메소드

• E push(E item) : 주어진 객체를 스택에 넣는다.
• E peek() : 스택의 맨 위의 객체를 가져온다. 객체를 스택에서 제거하지 않는다.
• E pop() : 스택의 맨 위 객체를 가져온다. 객체를 스택에서 제거한다.

2) Queue

Queue<E> queue = new LinkedList<E>();
Queue<E> queue = new LinkedList<>();

• Queue 인터페이스를 구현한 대표적인 클래스는 LinkedList이다.

주요 메소드

• boolean off(E e) : 주어진 객체를 넣는다.
• E peek() : 객체 하나를 가져온다. 객체를 큐에서 제거하지 않는다.
• E poll() : 객체 하나를 가져온다. 객체를 큐에서 제거한다.