JAVA 객체지향 프로그래밍 - Collection

230726 JAVA Collection

생성 일시: 2023년 7월 25일 오후 4:26

🌍TISTORY

• Collection Framework
  • List
  • Set
  • Map
  • Queue
  • Stack
• 정렬

Collection Framework

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• 틀, 뼈대: 객체들을 한곳에 모아 놓고 편리하게 사용할 수 있는 환경을 제공
  • 인터페이스의 일종이라고 생각하면 됨! (강제성, 독립성)
• 정적 자료구조 (Static data structure)
  • 고정된 크기의 정적 자료구조
  • 배열이 대표적인 정적 자료구조
  • 선언 시 크기를 명시하면 바꿀 수 없음
• 동적 자료구조 (Dynamic data structure)
  • 요소의 개수에 따라 자료구조의 크기가 동적으로 증가하거나 감소
  • 리스트, 스택, 큐 등
• 자료구조들의 종류는 결국은 어떤 구조에서 얼마나 빨리 원하는 데이터를 찾는가에 따라 결정된다
  • 순서를 유지할 것인가?
  • 중복을 허용할 것인가?
  • 다른 자료구조들에 비해서 어떤 단점과 장점을 가지고 있는가?
    

!! Map은 Collection에서 상속받진 않지만 일종으로 묶여서 불림

java.util 패키지

• 다수의 데이터를 쉽게 처리하는 방법 제공

Collection Framework 핵심 interface

interface	특징
List	순서가 있는 데이터의 집합, 데이터 중복 가능

ex 일렬로 줄 서기
ArrayList, LinkedList, Vector |
| Set | 순서를 유지하지 않는 데이터의 집합, 데이터 중복 불가
ex 로또 당첨 번호
HashSet, TreeSet… |
| Map | key와 value의 쌍으로 데이터를 관리하는 집합, key의 중복 불가, value는 중복 가능
ex 속성 - 값
HashMap, TreeMap |
| Queue | 지하철, 버스를 탈 때 대기줄과 같이 들어온 순서대로 나가는 자료구조
LinkedList |

Collection interface

분류	Collection
추가	add(E e)
addAll(Collection <? extends E>c)
조회	contains(Object o)

containsAll(Collection<?> c) equals() isEmpty() iterator() size() | | 삭제 | clear() removeAll(Collection<?> c)
retainAll(Collection<?> c) |
| 수정 | |
| 기타 | toArray() |

List

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List

• 특징: 순서가 있고, 중복을 허용 (배열과 유사)
• 구현 클래스
  • ArrayList
  • LinkedList
  • Vector
• 내부적으로 배열을 이용하여 데이터를 관리
• 배열과 다르게 크기가 유동적으로 변함 (동적 자료구조)
• 배열을 다루는 것과 유사하게 사용할 수 있음
• 주요 메서드

  분류	Collection	List
  추가	add(E e),
  addAll(Collection<? extends E> c)	add(int index, E element)
  addAll(int index, Collection<? extends E> c)
  조회	contains(Object o)
  containsAll(Collection<?> c)
  equals()
  isEmpty()
  iterator()
  size()	get(int index)
  indexOf(Object o)
  lastIndexOf(Object o)
  listIterator()
  삭제	clear()
  removeAll(Collection<?> c)
  retainAll(Collection<?> c)	remove(int index)
  수정		set(int index, E element)
  기타	toArray()	subList(int fromIndex, int toIndex)

주요 메서드

//문자열을 저장할 List, 구현체는 ArrayList
List<String> names = new ArrayList<>();

//추가
names.add("양만춘");
names.add("홍길동");
names.add("양만춘");
names.add("이순신");
names.add(0, "임꺽정");

System.out.println(names);

Array 복습

• 같은 타입의 데이터를 묶어 사용하는 자료구조
• 접근 속도가 빠름
  메모리 공간에 할당되어 저장되기 때문에 주소값을 알고 있어서 빠르게 접근 가능
• 크기를 변경할 수 없어 추가 데이터를 넣을 때, 새로운 배열을 만들고 복사함
• 데이터 삭제 시, 인덱스를 재조정하기 위해 전체 데이터를 옮겨야 함
• ArrayList 역시 Array를 활용하므로 이 같은 특징을 가지고 있음

ArrayList

• add(E e)데이터 입력
• get(int index) 데이터 추출: 인덱스로 바로 접근할 수 없으므로 get 활용
  • 인덱스로만 get 할 수 있나 보네…
• size() 입력된 데이터의 크기 반환
• remove(int i) 특정한 데이터를 삭제: 인덱스로 삭제
• remove(Object o) 특정한 데이터를 삭제: o 에 해당하는 데이터 삭제
• clear() 모든 데이터 삭제
• contains(Object o) 특정 객체가 포함되어 있는지 체크
• isEmpty() 비어있는지 체크 (true, false return)
• addAll(Collection c) 기존 등록된 콜렉션 데이터 입력
• iterator() iterator 인터페이스 객체 반환

LinkedList

• 각 요소를 Node로 정의하고 node는 다음 요소의 참조 값과 데이터로 구성됨
• 각 요소가 다음 요소의 링크 정보를 가지며 연속적으로 구성될 필요가 없음
  

Set

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Set

• 집합을 나타내는 자료 구조
• 특징: 순서가 없고, 중복을 허용하지 않음
• 장점: 빠른 속도, 효율적인 중복 데이터 제거 수단
• 단점: 단순 집합의 개념으로 정렬하려면 별도의 처리가 필요함
• 구현 클래스
  • HashSet
    • 해시 테이블에 원소를 저장
    • 성능면에서 우수하다고 알려져 있음
    • 원소들의 순서가 일정하지 않음
  • TreeSet (Binary Search Tree) → 지금 할 필요는 없음
    • red-black tree에 원소 저장
    • 값에 따라서 순서가 결정
    • 값을 순서대로 정렬할 필요가 있다면 고려해 볼 만한 선택지

Hash??

값을 하나하나 비교하는 equals로 값을 찾음, hash 연산값이 다르면 다른 값으로 판단

값의 크기가 클수록 값들의 중복은 줄어들지만 차지하는 메모리가 많아짐

• add(E e) 데이터 입력
• size() 입력된 데이터의 크기 변환
• remove(Object o) 특정한 데이터를 삭제
• clear() 모든 데이터 삭제
• contains(Object o) 특정 객체가 포함되어 있는지 체크
• isEmpty() 비어있는지 체크 (true, false return)
• iterator() iterator 인터페이스 객체 반환
• toArray() Set의 내용을 Object 형의 배열로 반환

Map

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Map

• 사전과 같은 자료구조
• 특징: Key(키)와 value(값)를 하나의 Entry로 묶어서 데이터 관리
• 순서는 없으며, 키에 대한 중복은 없음! 값은 중복될 수 있음
• 장점: 빠른 속도
• 구현 클래스
  • HashMap

    Map<키 자료형, 값 자료형> map = new HashMap<>();
    HashMap<String, String> map = new HashMap<>();

  • TreeMap
• V put(K key, V value) 데이터 입력
  • 중복된 키값을 넣으면 새로운 값으로 바뀜 → 덮어쓰기!
• V get(Object key) 데이터 추출
• V remove(K key) 키의 값을 지우고 반환, 없다면 null을 반환
• boolean containsKey(Object key) 특정한 key 포함 여부
• void putAll(Map<K key, V value> m) 기존 콜렉션 데이터 추가
• Set<Map.Entry<K, V>> entrySet()
  • (key와 value) 쌍을 표현하는 Map, Entry 집합을 반환

Queue

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Queue

• queue는 인터페이스, 구현체는 LinkedList를 사용
• 큐 자료구조: FIFO, (first-in-first-out) 가장 먼저 들어온 값이 가장 먼저 빠져나감
• boolean offfer(E e) 데이터를 추가
• E peek() 가장 앞에 있는 데이터 조회
• E poll() 가장 앞에 있는 데이터 빼내기
• boolean isEmpty() 큐가 비어 있는지 여부

Stack

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Stack

• Stack 클래스를 사용
• 스택 자료구조: LIFO, (last-in-first-out) 가장 나중에 들어온 값이 가장 먼저 빠져나감
• E push(E e) 데이터를 추가
• E peek() 가장 위에 있는 데이터 조회
• E pop() 가장 위에 있는 데이터 빼내기
• boolean isEmpty() 스택이 비어 있는지 여부

정렬

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• 요소들을 특정 기준에 맞추어 내림차순 또는 오름차순으로 배치하는 것
• 순서를 가지는 Collection들만 정렬 가능
• Collections의 sort()를 이용한 정렬

Comparable interface

T와 o를 비교한 후 뺀 값 (T-o) 에 따라서 결과값이

• 양수: 자리 바꿈
• 음수: 자리 유지
• 0: 동일 위치

public interface Comparable<T> {
    public int compareTo(T o);
}

ex 숫자를 기준으로 기본 오름차순 정렬인데, 예를 들어 56, 20 두 숫자 56 - 20 > 0 일 경우 자리 바꾸기

Comparator의 활용

• 객체가 Comparable을 구현하고 있지 않거나 사용자 정의 알고리즘으로 정렬하려는 경우
  • String을 알파벳 순이 아니라 글자 수 별로 정렬을 하고 싶다
• sort(List<T> list, Comparator<? Super T> c)

  public class StringLengthComparator implements Comparator<String> {
      @Override
      public int compare(String o1, String o2) {
          int len1 = o1.length();
          int len2 = o2.length();
          return Integer.compare(len1, len2);
      }
  }
  public void istringLengthSort() {
      Collections.sort(names, new StringLengthComparator());
      System.out.println(names);
  }

• public interface Comparator<T> { int compare(T o1, T o2); }
• 1회성 객체 사용 시 anonymous inner class 사용
• 클래스 정의, 객체 생성을 한번에 처리
• //before Collections.sort(names, new StringLengthComparator()); //after Collections.sort(names, new Comparator<String>() { @Override public int compare(String o1, String o2) { return Integer.compare(o1.length(), o2.length()); } });
• 람다 표현식 사용
• Collections.sort(names, (o1, o2) -> { return Integer.compare(o1.length(), o2.length()); });

** 실습 내용 중 **

toArray 메소드

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list.toArray(res);

res라는 array에 list를 넣는다는 느낌인 듯. 하지만 res라는 array는 list의 사이즈만큼의 공간으로 만들어 줘야 함