Java의 Collection 정렬 방법

Java의 Collections.sort() 메서드를 사용하면 간단하게 리스트를 정렬할 수 있고 이러한 부분을 정리하고자 한다.

1. Java의 Collection이란?

Java의 Collection은 데이터를 저장하고 관리하는 인터페이스다. Collection은 데이터를 모음으로 처리하며, 이를 통해 객체들을 모아 저장할 수 있는 자료구조를 제공한다.

1.1 Collection 인터페이스의 주요 기능

Collection 인터페이스는 데이터를 추가, 삭제, 검색하는 기능을 정의하며, 이를 구현한 다양한 하위 클래스들이 여러 자료구조(리스트, 집합, 큐 등)를 제공한다. Collection은 크게 세 가지 하위 인터페이스로 나뉜다.

• List: 순서를 유지하며 데이터에 접근할 수 있는 자료구조다 (예: ArrayList, LinkedList).
• Set: 중복을 허용하지 않는 자료구조다 (예: HashSet, TreeSet).
• Queue: 먼저 입력된 데이터를 먼저 처리하는 FIFO(First-In, First-Out) 방식의 자료구조다 (예: LinkedList, PriorityQueue).

이 외에도 여러 컬렉션 클래스들이 Collection 인터페이스를 구현하여 개발자가 다양한 기능을 사용할 수 있도록 지원한다.

실제로 List의 내부 구현을 보면

public interface List<E> extends Collection<E> {

와 같이 Collection 인터페이스를 상속 받고 있다.

2. 컬렉션 정렬 방법

Java에서는 두 가지 방식으로 컬렉션을 정렬할 수 있다

1. Comparable 인터페이스에 compareTo 구현
2. Comparator 인터페이스에 compare 구현

2.1 Comparable 인터페이스를 통한 정렬

Comparable 인터페이스는 객체 자체에 기본적인 정렬 기준을 설정하는 방식이다. 해당 클래스가 Comparable을 구현하고, compareTo 메서드를 오버라이드하면 기본 정렬 기준을 정의할 수 있다.

public class Node implements Comparable<Node> {
    private int y;
    private int x;

    public Node(int y, int x) {
        this.y = y;
        this.x = x;
    }

    public int getY() {
        return this.y;
    }
    
    public int getX(){
        return this.x;
    }

    @Override
    public int compareTo(Node other) {
        return Integer.compare(this.x, other.getX()); // x 값을 기준으로 오름차순 정렬
    }
}


List<MyObject> list = new ArrayList<>();
list.add(new MyObject(2, 1));
list.add(new MyObject(3, 2));
list.add(new MyObject(1, 2));

Collections.sort(list); // x를 기준으로 오름차순으로 정렬됨

compareTo 메서드에서는 두 객체를 비교하는 로직을 작성하면 된다. 예를 들어, 위 코드에서는 Integer.compare를 사용하여 값을 기준으로 오름차순으로 정렬하고 있다.

    @Override
    public int compareTo(Node other) {
    	int result = Integer.compare(this.x, other.getX());
        if(result == 0){
        	return Integer.compare(this.y, other.getY());
        }
        return result;
    }

위와 같이 x가 같을 때 다른 조건을 걸 수도 있다. 여기서 중요한건 return이 고 양수, 0, 음수에 따라 달라진다.

그렇다면 그냥 return this.x-other.getX() 하면 더 간단하지 않을까?
-> 정수 오버플로가 나면 다른 결과를 내뱉기 때문에 Integer.compare()가 안전하다.
ex) this.x = Integer.MIN_VALUE, other.getX() = Integer.MAX_VALUE 인 상황이면 this.x - other.getX()는 오버플로로 원래 +여야 하지만 -값이 나오게 된다.

2.2 Comparator 인터페이스를 통한 정렬

Comparator 인터페이스는 클래스에 정렬 기준을 고정시키지 않고, 필요할 때마다 원하는 정렬 기준을 동적으로 적용할 수 있다. Comparator를 사용하면 다양한 방식으로 객체를 정렬할 수 있다.

List<Node> list = new ArrayList<>();
list.add(new Node(2, 1));
list.add(new Node(3, 2));
list.add(new Node(1, 3));

// 오름차순 정렬
Collections.sort(list, new Comparator<Node>() {
    @Override
    public int compare(Node o1, Node o2) {
        return Integer.compare(o1.getX(), o2.getX());
    }
});

// 내림차순 정렬 (람다 이용)
Collections.sort(list, (o1, o2) -> Integer.compare(o2.getX(), o1.getX()));

Comparator를 사용하면 오름차순뿐만 아니라 내림차순 등 다양한 정렬 방식을 적용할 수 있다.