💻 코딩 일기 : [JAVA] '컬렉션 프레임워크(Collection Framework) - Set 인터페이스' 편

🔔 '컬렉션 프레임워크(Collection Framework)- Set 인터페이스'에 대해서 알아보자!

💟 HashSet

중복된 요소를 저장하지 않고 저장순서를 유지 하지 않아 순서 유지하고자 한다면 LinkedHashSet을 사용해야 합니다.

메서드	설명
HashSet()	비어있는 HashSet을 생성합니다.
HashSet(Collection c)	주어진 Collection의 요소로 초기화된 HashSet을 생성합니다.
HashSet(int initialCapacity)	지정된 초기 용량으로 HashSet을 생성합니다.
HashSet(int initialCapacity, float loadFactor)	지정된 초기 용량과 로드 팩터로 HashSet을 생성합니다.
boolean add(Object o)	새로운 객체를 저장합니다.
boolean addAll(Collection c)	지정된 컬렉션의 모든 요소를 이 HashSet에 추가합니다.
void clear()	이 HashSet에서 모든 요소를 제거합니다.
boolean contains(Object o)	지정된 요소가 이 HashSet에 있는지 여부를 반환합니다.
boolean containsAll(Collectionc)	이 HashSet에 지정된 컬렉션의 모든 요소가 포함되어 있는지 여부를 반환합니다.
boolean isEmpty()	이 HashSet이 비어 있는지 여부를 반환합니다.
Iterator iterator()	이 HashSet에 대한 반복자를 반환합니다.
boolean remove(Object o)	지정된 요소를 이 HashSet에서 제거합니다.
boolean removeAll(Collection c)	이 HashSet에서 지정된 컬렉션의 모든 요소를 제거합니다.
boolean retainAll(Collection c)	이 HashSet에서 지정된 컬렉션에 포함된 요소만 유지하고 다른 요소는 제거합니다.
int size()	이 HashSet에 있는 요소의 수를 반환합니다.
Object[ ] toArray()	이 HashSet에 있는 요소를 배열로 반환합니다.
Object[ ] toArray(Object[ ] a)	이 HashSet에 있는 요소를 지정된 배열에 복사하여 반환합니다.

import java.util.HashSet;
import java.util.Set;

public class C01HashSet {
    public static void main(String[] args) {
        Object[] objArr ={"1", "2","2","3","3","3","4","4"};
        Set set = new HashSet();

        for (int i = 0; i < objArr.length; i++){
            set.add(objArr[i]);
        }
        System.out.println(set);
    }
}

• add( ) : 객체를 추가할 때 HashSet에 이미 같은 객체가 있으면 중복으로 간주하고 저장하지 않습니다.

🟦 합집합, 교집합, 차집합 구현하기

import java.util.HashSet;
import java.util.Iterator;

public class C04HashSet {
    public static void main(String[] args) {
        HashSet setA = new HashSet();
        HashSet setB = new HashSet();
        HashSet setHab = new HashSet();
        HashSet setKyo = new HashSet();
        HashSet setCha = new HashSet();

        setA.add("1");setA.add("2");setA.add("3");setA.add("4");setA.add("5");
        System.out.println("A="+setA);

        setB.add("4");setB.add("5");setB.add("6");setB.add("7");setB.add("8");
        System.out.println("B="+setB);

        Iterator it = setB.iterator();
        while (it.hasNext()){
            Object tmp = it.next();
            if(setA.contains(tmp)) setKyo.add(tmp);
        }
//        setA.retainAll(setB); //교집합
        System.out.println("교집합 = "+setKyo);


        it = setA.iterator();
        while (it.hasNext()){
            Object tmp = it.next();
            if(!setB.contains(tmp)){
                setCha.add(tmp);
            }
        }
//        setA.removeAll(setB); //차집합
        System.out.println("차집합 = " +setCha);

        it = setA.iterator();
        while (it.hasNext()){
            setHab.add(it.next());
        }

        it = setB.iterator();
        while (it.hasNext()){
            setHab.add(it.next());
        }
//        setA.addAll(setB); //합집합
        System.out.println("합집합 = " +setHab);
    }
}

만약에 저장된 순서를 유지하고 싶다면 HashSet 대신 LinkedHashSet을 사용해야 합니다.

import java.util.*;

public class C02HashSet {
    public static void main(String[] args) {
        Set set = new HashSet();

        for(int i = 0; set.size()<6; i++){
            int num = (int)(Math.random()*45)+1;
            set.add(num);
        }
        System.out.println(set);

        List list = new LinkedList(set);
        Collections.sort(list);
        System.out.println(list); //오름차순 정렬
    }
}

• Collections 클래스의 sort()는 set은 지원되지 않고 list만 지원되므로 set을 list로 변환 후 정렬해야 합니다.

🟦 equals와 hashCode

• 기존에 같은 객체가 있는지 확인 후 같은 객체가 없으면 저장, 있으면 저장하지 않는다.
• boolean add(Object o)는 저장할 객체의 equals()와 hashCode()를 호출 -> equals()와 hashCode()가 오버라이딩 되어 있어야 합니다.

import java.util.HashSet;
import java.util.Objects;

public class C03HashSet {
    public static void main(String[] args) {
        HashSet set = new HashSet();

        set.add("abc");
        set.add("abc"); //중복
        set.add(new Person("David", 10));
        set.add(new Person("David", 10)); //중복

        System.out.println(set);
    }
}

class Person{
    String name;
    int age;

    Person(String name, int age){
        this.name = name;
        this.age=age;
    }

    public String toString(){
        return name + " : " + age;
    }

    @Override
    public boolean equals(Object o) {
        if (!(o instanceof Person person)) return false;
        Person p = (Person) o;

        //나 자신의 이름과 나이를 p와 비교
        return this.name.equals(p.name)&&this.age==p.age;
    }

    @Override
    public int hashCode() {
        return Objects.hash(name, age);
    }
}

💟 TreeSet

• 범위 검색과 정렬에 유리한 컬렉션 클래스입니다. TreeSet은 쓰면 정렬은 자동으로 됩니다.
• 이진 검색 트리라는 자료구조의 형태로 데이터를 저장합니다.

🟦 이진 검색 트리
이진 트리는 링크드 리스트처럼 여러 개의 노드가 서로 연결된 구조이며 각 노드에 최대 2개의 노드를 연결할 수 있습니다. 루트라고 불리는 하나의 노드에서 시작해서 확장해 나가 부모-자식관계를 나타납니다.

class TreeNode{
    TreeNode left;
    Object element;
    TreeNode right;
}

이진 검색 트리는 부모노드의 왼쪽에는 부모노드의 값보다 작은 값의 자식노드를 오른쪽에는 큰 값의 자식노드를 저장하는 이진트리입니다.

• 순차적으로 저장하지 않아 노드의 추가 삭제에 시간이 걸립니다.
• 범위검색과 정렬에 유리합니다.
• 중복된 값을 저장하지 못합니다.(set의 특징)

🟦 TreeSet의 생성자와 메서드

생성자와 메서드	설명
TreeSet()	비어 있는 TreeSet을 생성한다.
TreeSet(Collection<? extends E> c)	지정된 컬렉션의 요소를 포함하는 TreeSet을 생성한다.
TreeSet(Comparator<? super E> comparator)	요소를 비교하기 위해 사용할 Comparator를 지정하여 TreeSet을 생성한다.
TreeSet(SortedSet<E> s)	지정된 SortedSet의 요소를 포함하는 TreeSet을 생성한다.
boolean add(E e)	지정된 요소를 TreeSet에 추가한다.
boolean addAll(Collection<? extends E> c)	지정된 컬렉션의 모든 요소를 TreeSet에 추가한다.
void clear()	TreeSet에서 모든 요소를 제거한다.
Object clone()	TreeSet의 얕은 복사본을 반환한다.
Comparator<? super E> comparator()	TreeSet에서 사용 중인 Comparator를 반환한다.
boolean contains(Object o)	지정된 요소가 TreeSet에 있는지 여부를 확인한다.
Iterator<E> descendingIterator()	요소의 내림차순 순서로 반복하는 Iterator를 반환한다.
NavigableSet<E> descendingSet()	요소의 내림차순 순서로 정렬된 NavigableSet을 반환한다.
E first()	TreeSet의 첫 번째 (가장 작은) 요소를 반환한다.
E floor(E e)	주어진 요소와 같거나 작은 가장 큰 요소를 반환한다.
SortedSet<E> headSet(E toElement)	지정된 요소보다 작은 요소로 이루어진 뷰를 반환한다.
NavigableSet<E> headSet(E toElement, boolean inclusive)	지정된 요소보다 작은 요소로 이루어진 뷰를 반환한다. (inclusive에 따라 포함 여부 결정)
E higher(E e)	주어진 요소보다 큰 가장 작은 요소를 반환한다.
boolean isEmpty()	TreeSet이 비어 있는지 확인한다.
Iterator<E> iterator()	요소의 오름차순 순서로 반복하는 Iterator를 반환한다.
E last()	TreeSet의 마지막 (가장 큰) 요소를 반환한다.
E lower(E e)	주어진 요소보다 작은 가장 큰 요소를 반환한다.
E pollFirst()	TreeSet에서 첫 번째 요소를 제거하고 반환한다.
E pollLast()	TreeSet에서 마지막 요소를 제거하고 반환한다.
boolean remove(Object o)	지정된 요소를 TreeSet에서 제거한다.
int size()	TreeSet의 요소 수를 반환한다.
NavigableSet<E> subSet(E fromElement, boolean fromInclusive, E toElement, boolean toInclusive)	지정된 범위의 요소로 이루어진 뷰를 반환한다. (fromInclusive와 toInclusive에 따라 포함 여부 결정)
SortedSet<E> subSet(E fromElement, E toElement)	지정된 범위의 요소로 이루어진 뷰를 반환한다.
SortedSet<E> tailSet(E fromElement)	지정된 요소와 같거나 큰 요소로 이루어진 뷰를 반환한다.
NavigableSet<E> tailSet(E fromElement, boolean inclusive)	지정된 요소와 같거나 큰 요소로 이루어진 뷰를 반환한다. (inclusive에 따라 포함 여부 결정)
Object[] toArray()	TreeSet의 요소를 배열로 반환한다.
<T> T[] toArray(T[] a)	TreeSet의 요소를 지정된 배열에 복사하여 반환한다.

🟦 TreeSet 예시

import java.util.TreeSet;

public class C05TreeSet {
    public static void main(String[] args) {
        TreeSet set = new TreeSet();
        String from = "b";
        String to = "d";

        set.add("abc"); set.add("alien"); set.add("bat");
        set.add("car"); set.add("Car"); set.add("disc");
        set.add("dzzzz"); set.add("dZZZZ"); set.add("fan");

        System.out.println(set);
        System.out.println("from = " + from+", to = "+to);
        System.out.println("set.subSet(b,d) = " + set.subSet(from,to));
        System.out.println("set.subSet(b,d) = " + set.subSet(from,to+"zzz")); //d로 시작하는 단어들까지 포함하고 싶을 때 끝 범위에 "zzz"

        //이진 검색 트리
        TreeSet set1 = new TreeSet();
        int[] scores = {40,30,80,90,95,85,75};

        for (int i = 0; i<scores.length;i++){
            set1.add(scores[i]);
        }
        System.out.println("50보다 작은 값 : "+set1.headSet(50));
        System.out.println("50보다 큰 값 : "+set1.tailSet(50));
    }
}