📌 Collection Framework란?

✅ 자료를 저장하고 관리하는 표준화된 클래스와 인터페이스의 집합

• "데이터를 담을 그릇 + 다루는 기능"을 체계적으로 제공해줌.
• 배열(Array)은 크기가 고정이고, 복잡한 기능이 부족한데,
  컬렉션 프레임워크는 동적 크기, 검색, 정렬, 추가/삭제 같은 기능을 제공함.
• java.util 패키지에 포함

• Collection: 여러 객체(데이터)를 모아 놓은 것을 의미
• framework: 표준화, 정형화된 체계적인 프로그래밍 방식

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📌 자료구조(data structure)란?

✅ 자료구조는 데이터를 저장하고, 효율적으로 꺼내고, 조작하기 위한 방법

• "데이터를 어떤 모양으로 쌓아둘까?" 하는 문제점
• CPU는 연산을 하지만, RAM(메모리) 은 그 연산에 필요한 데이터를 어떤 구조로 담아둘지가 중요하다.

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📌 두 가지 근본 구조 (Foundation Structures)

자료구조의 뿌리를 보면 크게 두 가지로 나눠진다 👇

1. 배열(Array) 기반 구조

• 데이터가 메모리상에서 연속적으로 저장됨.
• 인덱스로 바로 접근 가능 (랜덤 접근 O(1))
• 하지만 중간 삽입/삭제가 비효율적 (O(n))

📍 예:

• Array, Matrix(행렬), HashTable(해시 테이블의 내부 버킷)
• CPU 캐시 친화적 → 연속 메모리 접근이라 빠름

🔹 Array

[10][20][30][40][50]
 ↑   ↑   ↑   ↑   ↑
주소+0 주소+1 ...

• 연속된 메모리 블록
• 인덱스 계산 = 시작주소 + (index × 자료형 크기)

2. 노드(Node, Pointer) 기반 구조

• 데이터가 메모리상에서 흩어져 있고, 포인터(참조)를 통해 연결됨.
• 삽입/삭제가 빠름 (포인터만 바꿔주면 됨) ➡️ 구조 변경이 용이
• 하지만 인덱스 접근이 비효율적 (O(n))

📍 예:

• Linked List, Tree, Graph
• 메모리에 흩어져 있으니 캐시 친화성 낮음

🔹 Node (Linked List 예시)

[Data:10 | Next:주소200] → [Data:20 | Next:주소340] → [Data:30 | Next:null]

• 흩어져 있지만 포인터(주소)로 이어짐
• CPU가 데이터를 읽으려면 "다음 주소"를 따라가야 함 → 캐시 비효율

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📌 Array vs Node 기반 비교

특징	Array 기반	Node 기반
메모리 배치	연속적	비연속적
접근 속도	빠름 (O(1), 인덱스)	느림 (O(n), 탐색 필요)
삽입/삭제	느림 (데이터 이동 필요)	빠름 (포인터만 변경)
캐시 효율	좋음	나쁨
사용 예시	배열, 해시 테이블	연결리스트, 트리, 그래프

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💡 Collection 핵심 인터페이스

❗️ List와 Set의 공통적인 부분만 뽑아서 Collection의 인터페이스를 만들었다.

📎 List

• 순서가 있는 데이터의 집합
• 데이터의 중복을 허용
• 대기자 명단

ArrayList, LinkedList, Stack, Vector ...

❗️List 메서드

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📎 Set

• 순서를 유지하지 않는 데이터의 집합.
• 데이터의 중복을 허용하지 않는다.
• 양의 정수집합, 소수의 집합

HashSet, TreeSet ...

❗️ Set인터페이스 메서드 - Collection인터페이스와 동일

❗️ 집합과 관련된 메서드

• (Collection에 변화가 있으면 true, 아니면 false를 반환)
  

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📎 Map

• LinkedHashMap은 순서가 있다.

• 키(key)와 값(value)의 쌍(pair)으로 이루어진 데이터의 집합 순서는 유지되지 않으며, 키는 중복을 허용하지 않고, 값은 중복을 허용한다.
• 우편번호, 지역번호(전화번호)

HashMap, TreeMap, Hashable, Properties ...

❗️ Map 메서드

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💡 Collection 인터페이스 메서드

✏️ int size()

• Collection에 저장된 객체의 개수를 반환한다.

✏️ Object[] toArray()

• Collection에 저장된 객체를 객체배열(Object[])로 반환한다.

✏️ Object[] toArray(Object a)

• 지정된 배열에 Collection의 객체를 저장해서 반환한다.

📎 추가

✏️ boolean add(Object o) / boolean addAll(Collection c)

• 지정된 객체(o) 또는 Collection(c)의 객체들을 Collection에 추가한다.

📎 검색

✏️ boolean contains(Object o) / boolean containsAll(Collection c)

• 지정된 객체(o) 또는 Collection(c)의 객체들을 Collection에 포함되어 있는지 확인한다.

✏️ boolean isEmpty()

• Collection이 비어있는지 확인한다.

✏️ lterator iterator()

• Collection의 lterator를 얻어서 반환한다.

📎 삭제

✏️ void clear()

• Collection의 모든 객체를 삭제한다.

✏️ boolean remove / removeAll()

• 지정된 Collection에 포함된 객체들을 삭제한다.

✏️ boolen retainAll(C)

• 지정된 Collection에 포함된 객체만을 남기고 다른 객체들은 Collection에서 삭제한다.
• 이 작업으로 인해 Collection에 변화가 있으면 true를 그렇지 않으면 false를 반환한다.

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References
: https://cafe.naver.com/javachobostudy
: https://techvidvan.com/tutorials/java-collection-framework/