1. 자료구조와 컬렉션 프레임워크
자료구조의 분류
데이터를 효율적으로 다루기 위한 저장 방식인 자료구조는 크게 두 가지로 나뉩니다.
- 정적 자료구조 (Static): 배열처럼 크기가 고정된 구조.
- 동적 자료구조 (Dynamic): 리스트, 스택, 큐처럼 상황에 따라 크기가 변하는 구조.
컬렉션 프레임워크란?
자바에서는 이러한 동적 자료구조를 표준화하여 제공하는데, 이를 컬렉션 프레임워크라고 합니다.
- 제네릭(Generic) 지원: 타입 안정성을 보장합니다.
- 표준화: 인터페이스를 통해 일관된 메서드(add, remove, size 등)를 사용합니다.
2. 핵심 인터페이스 계층도
컬렉션 프레임워크는 크게 Collection 인터페이스와 Map 인터페이스로 나뉩니다.
인터페이스별 특징 비교
| 인터페이스 | 순서 유지 | 중복 허용 | 주요 구현체 |
|---|---|---|---|
| List | O | O | ArrayList, LinkedList |
| Set | X | X | HashSet, TreeSet |
| Map | X (Key) | Value만 허용 | HashMap, TreeMap |
3. List 계열: 순서와 중복의 허용
ArrayList vs LinkedList
가장 많이 비교되는 두 클래스입니다. 내부 구조에 따른 성능 차이를 이해하는 것이 핵심입니다.
- ArrayList: 배열 기반. 인덱스 접근()이 매우 빠르지만, 중간에 데이터를 삽입/삭제할 경우 기존 데이터들을 밀거나 당겨야 하므로 성능이 저하됩니다.
- LinkedList: 노드(객체) 기반. 각 노드가 앞뒤 주소를 가집니다. 삽입/삭제 시 주소값만 변경하면 되므로 빠르지만, 특정 요소를 찾으려면 처음부터 훑어야 합니다().
💡 핵심 요약: 데이터 조회가 많으면 ArrayList, 삽입/삭제가 빈번하면 LinkedList!
4. Set 계열: 고유함의 보장
중복을 절대 허용하지 않는 주머니 같은 구조입니다.
- HashSet: 순서를 보장하지 않습니다. 해시 알고리즘을 사용하여 검색 속도가 매우 빠릅니다.
- 주의: 해시 값이 같다고 무조건 같은 객체는 아닙니다.
equals()메서드를 통한 추가 확인이 필요할 수 있습니다.
- LinkedHashSet: 이름 그대로 '연결된' HashSet입니다. 삽입 순서를 유지합니다.
- TreeSet: 이진 탐색 트리(Red-Black Tree) 구조입니다. 데이터가 자동으로 정렬되어 저장됩니다. (단,
null저장 불가)
5. Map 계열: Key-Value 쌍
키(Key)와 값(Value)으로 이루어진 구조입니다. 학번(Key)-이름(Value) 관계를 생각하면 쉽습니다.
- HashMap: 가장 보편적인 Map. 순서를 보장하지 않습니다.
- 해시 충돌(Collision): 서로 다른 키가 같은 해시 값을 가질 경우, 내부적으로 체이닝(Chaining) 방식을 사용하여 연결 리스트로 관리합니다.
- TreeMap: 키를 기준으로 자동 정렬합니다.
null키를 허용하지 않습니다.
6. 객체 정렬 (Comparable & Comparator)
사용자 정의 객체(예: Student 클래스)를 정렬할 때는 기준이 필요합니다.
1) Comparable: "나 스스로 정렬 기준을 가질래"
클래스 내부에 직접 구현하며, compareTo 메서드를 오버라이딩합니다.
public class Product implements Comparable<Product> {
private String name;
private int price;
@Override
public int compareTo(Product other) {
// 가격 기준 오름차순 정렬
return Integer.compare(this.price, other.price);
}
}
2) Comparator: "외부에서 별도의 기준을 줄게"
익명 클래스나 람다(Lambda)를 사용하여 1회성 정렬이나 다양한 기준을 적용할 때 유용합니다.
// 람다를 이용한 가격 내림차순 정렬 예시
Collections.sort(productList, (p1, p2) -> Integer.compare(p2.getPrice(), p1.getPrice()));
