[Java] 컬렉션 프레임워크

컬렉션 프레임워크 (Collection Framework)

• 컬렉션(다수의 객체)을 다루기 위한 표준화된 프로그래밍 방식
• 많은 양의 데이터를 저장, 삭제, 검색, 비교, 정렬 등의 작업을 편리하고 쉽게 수행
• 객체들을 효율적으로 추가, 삭제, 검색 등을 할 수 있도록 제공되는 컬렉션 라이브러리
• 인터페이스를 통해서 정형화된 방법으로 다양한 컬렉션 클래스 이용
• java.util. 패키지에 포함

여러 개의 값을 저장해서 사용하는 구조

• 배열

• 애플리케이션 개발 시 다수의 객체를 저장해 두고 필요할 때 꺼내서 사용하는 경우 가장 간단하게 사용하는 방법

• 배열의 문제점

• 생성 시 크기 고정되고 사용 시 크기 변경 불가

• 불특정 다수의 객체를 저장하기에는 문제

• 객체 삭제했을 때 해당 인덱스가 비게 됨

• 객체를 저장하려면 어디가 비어있는지 확인해야 하는 코드 필요

컬렉션 프레임워크의 주요 인터페이스

List / Set / Map 인터페이스

List 컬렉션

List(인터페이스) 컬렉션의 특징

• 순서가 있는 데이터의 집합
• 인덱스로 관리
• 중복해서 객체 저장 가능
• 구현 클래스
• ArrayList
• Vector
• LinkedList

List 컬렉션의 주요 메소드

ArrayList

• List 인터페이스의 구현 클래스

• 크기가 가변적으로 변하는 선형 리스트

• 배열과 유사

• 순차 리스트, 인덱스 사용

• 배열과 차이

• 배열 : 크기 고정

• ArrayList

• 객체 추가 가능

• 저장 용량 초과 시 자동으로 저장 용량 증가

• 기본 10개

• new ArrayList(30); 처음부터 크게 설정 가능

제네릭을 사용하지 않을 경우

• 강제 타입 변환 필요

List list = new ArrayList();

list.add("hello");

String str = (String)list.get(0);

제네릭 사용할 경우

ArrayList<String> / ArrayList<Integer>

• ArrayList 객체 생성 시 타입 파라미터로 저장할 객체의 타입 지정함으로써
• 강제 타입 변환 불필요

객체 추가

• 인덱스 0부터 차례로 저장

객체 제거

• 제거된 객체의 바로 뒤 인덱스부터 마지막 인덱스까지 앞으로 1씩 당겨짐
• 따라서 빈번한 객체 삭제와 삽입이 일어나는 경우 ArrayList 사용하는 것이 바람직하지 않음

Iterator

• java.util 패키지의 Iterator<E> 인터페이스
• 요소가 순서대로 저장된 컬렉션에서 요소를 순차적으로 검색할 때 사용

Vector<Integer> v = new Vector<Integer>();

Iterator<Integer> it = v.iterator();

• 벡터 v의 요소를 순차적으로 검색할 Iterator 객체 반환
• hasNext() / next() 메소드

LinkedList

• List 구현 클래스로 ArrayList와 사용 방법은 동일
• 내부 구조가 다름
• 인접 참조를 링크해서 체인처럼 관리 (이전/다음 객체의 주소를 갖고 있음)
• 특정 인덱스에서 객체를 제거하거나 추가하게 되면 바로 앞위 링크만 변경
• 빈번한 객체 삭제와 삽입 일어나는 곳에서는 ArrayList보다 좋은 성능

Vector

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

• ArrayList와 동일한 내부 구조

• 스레드 동기화 (synchronization)되어 있기 때문에

• 복수의 스레드가 동시에 Vector에 접근해 객체를 추가, 삭제하더라도 스레드에 안전 (thread safe)

Set 컬렉션

Set 컬렉션 특징

• 수학의 집합에 비유

• 저장 순서가 유지되지 않음

• 인덱스로 객체를 검색해서 가져오는 메소드 없음

• get() 메소드 없음

• 객체를 중복 저장 불가

• 구현 클래스

• HashSet

• LinkedHashSet

• TreeSet

Set 컬렉션의 주요 메소드

HashSet

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

• Set 인터페이스의 구현 클래스

• 객체를 순서없이 저장

• 동일 객체 및 동등 객체는 중복 저장하지 않음

• 동등 객체 판단 방법

• 객체 저장하기 전에 hasCode()를 호출해서 해시코드를 얻어내어

• 저장되어 있는 객체들의 해시코드와 비교해서 동일일 해시코드가 있다면

• equals() 메소드로 두 객체를 비교해서 true가 나오면 동일한 객체로 판단하고 중복 저장하지 않음

사용자 정의 클래스 중복 안 되게 저장

• 사용자 정의 클래스에서 객체가 중복 저장되지 않게 하려면
• hashCode()와 equals() (둘 다) 재정의 해서 동등 객체가 될 조건을 정해야 함

Map 컬렉션

Map 컬렉션의 특징

• 키(key)와 값(value)의 쌍으로 이루어진 데이터의 집합
• 키와 값은 모두 객체
• 키는 중복될 수 없지만 값은 중복 저장 가능
• 구현 클래스
• HashMap
• HashTable
• LinkedHashMap
• TreeMap
• Properties

Map 주요 메소드

키 객체는 hashCode()와 equals() 메소드를 재정의해 동등객체가 될 조건을 정함

키 타입은 String 많이 사용

• String 문자열이 같을 경우 동등 객체가 될 수 있도록 hashCode()와 equals() 메소드가 재정의되어 있기 때문

Hashtable

• 키 개체 만드는 법은 HashMap과 동일
• Hashtable은 스레드 동기화(synchronization)가 된 상태
• 복수의 스레드가 동시에 Hashtable에 접근해서 객체를 추가, 삭제하더라도 스레드에 안전
• Hashtable : 멀티 스레드 환경에서 주로 사용
• HashMap : 단일 스레드 환경에서 사용
• synchronization하면 객체 잠금이 발생하므로 성능 저하