[JAVA] 컬렉션 프레임워크

컬렉션 프레임워크

자료구조를 사용해서 객체들을 효율적으로 추가, 삭제, 검색할 수 있도록
인터페이스와 구현 클래스를 java.util 패키지에서 제공하는데,
이들을 총칭해서 컬렉션 프레임워크라 부른다.

 

컬렉션은 객체의 저장을 뜻하고 프레임워크란 사용 방법을 정해놓은 라이브러리를 말하는데 컬렉션 프레임워크는 사용 방법을 정의한 인터페이스와 실제 객체를 저장하는 다양한 컬렉션(구현) 클래스를 제공한다.

 

컬렉션 프레임워크

 

1. List 컬렉션

• 객체를 저장할 때 자동 인덱스가 부여되며 이 인덱스로 관리된다.
• 객체 자체를 저장하는 것이 아닌 객체의 번지를 참조한다. 그렇기 때문에 null과 중복 저장될 수 있다.
• 배열과 다르게 저장 용량이 자동으로 증가한다.

 

메서드	설명
boolean add(E e)	주어진 객체를 맨 끝에 추가합니다.
void add(int index, E element)	주어진 인덱스에 객체를 추가합니다.
E set(int index, E element)	주어진 인덱스에 저장된 객체를 주어진 객체로 바꿉니다.
boolean contains(Object o)	주어진 객체가 있는지에 대한 여부를 검색합니다.
E get(int index)	주어진 인덱스에 저장된 객체를 리턴합니다.
boolean isEmpty()	컬렉션이 비어있는지 조사합니다.
int size()	저장되어 있는 전체 객체 수를 리턴합니다.
void clear()	저장된 모든 객체를 삭제합니다.
E remove(int index)	주어진 인덱스에 저장된 객체를 삭제합니다.
boolean remove(Object o)	주어진 객체를 삭제합니다.

 

1) ArrayList

ArrayList

 

• 기본적으로 10개의 초기 용량을 갖고 있다.
• 추가하거나 삭제할 때마다 인덱스 이동을 하기 때문에 추가와 삭제가 빈번할 땐 좋지 않다.
• 인덱스를 이용해 객체를 찾거나 마지막에 객체를 추가, 삭제할 경우엔 좋다.

List<E> list = new ArrayList<E>();
List<E> list = new ArrayList<>(); // 생략

 

2) Vector

• ArrayList와 동일한 내부 구조를 갖는다.
• 스레드 안전(Thread Safe): 동기화된 메소드로 구성되어 있기 때문에 멀티 스레드가 동시에 Vector의 메소드들을 실행할 수 없고, 하나의 스레드가 메소드 실행을 완료해야만 다른 스레드가 메소드를 실행할 수 있다.

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

 

3) LinkedList

LinkedList

 

• 인접 참조를 링크해서 체인처럼 관리한다.
• 처음 생성되면 어떠한 링크도 만들어지지 않기 때문에 내부는 비어있다.
• 특정 인덱스의 객체를 제거하면 앞뒤 링크만 변경되고 나머지 링크는 변경되지 않는다.
• 추가와 삭제가 빈번하게 일어나는 곳에서 사용하기 좋다.

List<E> list = new LinkedList<E>();
List<E> list = new LinkedList<>(); // 생략

 

2. Set 컬렉션

객체의 저장 순서를 유지하지 않고 중복 저장을 허용하지 않는다.

 

메서드	설명
boolean add(E e)	주어진 객체를 저장 후 성공이면 true를 중복 객체면 false를 리턴합니다.
boolean contains(Object o)	주어진 객체가 저장되어있는지 조사합니다.
Iterator<E> iterator()	저장된 객체를 한 번씩 가져오는 반복자를 리턴합니다.
boolean isEmpty()	컬렉션이 비어있는지 조사합니다.
int Size()	저장되어 있는 전체 객체 수를 리턴합니다.
void clear()	저장된 모든 객체를 삭제합니다.
boolean remove(Object o)	주어진 객체를 삭제합니다.

 

1) Iterator

Set 컬렉션은 인덱스로 객체를 검색해서 가져올 수 없기 때문에 iterator를 통해 반복하여 사용한다.

Iterator<String> iter = set.iterator();
while (iter.hasNext()) {
	string str = iter.next();
	if (str.equals("이름"))
		iter.remove();
}

 

2) HashSet

• HashSet이 판단하는 동일한 객체란 꼭 같은 인스턴스를 뜻하지는 않는다.
• hashCode()와 equals() 메소드 재정의를 통해 동등한 객체로 간주할지 결정한다. 

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

 

동등 객체 판단

1. 객체를 저장하기 전에 hashCode() 메소드를 호출해서 이 코드로 저장되어 있는 객체들과 비교한다.
2. 만약 동일한 해시 코드가 있다면 equals() 메소드로 두 객체를 비교한다.
3. true가 나오면 동일한 객체로 판단하고 중복 저장을 하지 않는다.

 

3. Map 컬렉션

• 키과 값으로 구성된 Map.Entry 객체를 저장하는 구조로 Entry는 Map 내부에 선언된 중첩 인터페이스이다.
• 키는 중복 저장될 수 없지만 값은 중복 저장될 수 있다.
• 저장된 전체 객체를 대상으로 하나씩 얻고 싶을 경우에는
  • keySet() 메소드로 모든 키를 Set 컬렉션으로 얻은 다음, 반복자를 통해 키를 하나씩 얻고 get() 메소드를 통해 값을 얻는다.
  • entrySet() 메소드로 모든 Map.Entry를 Set 컬렉션으로 얻은 다음, 반복자를 통해 Map.Entry를 하나씩 얻고 getKey()와 getValue() 메소드를 통해 키와 값을 얻는다.

 

메소드	설명
V put(K Key, V value)	새로운 키일 경우 null을 리턴하고 동일한 키가 있을 경우 값을 대체하고 이전 값을 리턴합니다.
boolean containsKey(Object Key)	주어진 키가 있는지 여부를 확인합니다.
boolean containsValue(Object value)	주어진 값이 있는지 여부를 확인합니다.
Set<Map.Entry<K,V>> entrySet()	모든 Map.Entry 객체를 Set에 담아서 리턴합니다.
Set<K> keySet()	모든 키를 Set 객체에 담아서 리턴합니다.
V get(Object key)	주어진 키에 있는 값을 리턴합니다.
boolean isEmpty()	컬렉션이 비어 있는지 여부를 확인합니다.
int size()	저장된 키의 총 수를 리턴합니다.
Collection<V> values()	저장된 모든 값을 Collection에 담아서 리턴합니다.
void clear()	저장된 모든 Map.Entry를 삭제합니다.
V remove(Object Key)	주어진 키와 일치하는 Map.Entry를 삭제하고 값을 리턴합니다.

 

1) HashMap

• 키로 사용할 객체는 hashCode()와 equals() 메소드를 재정의해서 동등 객체가 될 조건을 정해야 한다.

Map<K, V> map = new HashMap<K, V>();
Map<K, V> map = new HashMap<>(); // 생략

 

2) Hashtable

• HashMap과 동일한 내부 구조를 갖고 동일하게 hashCode()와 equals() 메소드 재정의가 필요하다.
• 스레드 안전(Thread Safe): 동기화된 메소드로 구성되어 있기 때문에 멀티 스레드가 동시에 Hashtable의 메소드들을 실행할 수 없고, 하나의 스레드가 메소드 실행을 완료해야만 다른 스레드가 메소드를 실행할 수 있다.

Map<K, V> map = new Hashtable<K, V>();
Map<K, V> map = new Hashtable<>(); // 생략

 

4. LIFO와 FIFO 컬렉션

 

1) LIFO(Last In First Out) Stack

나중에 넣은 객체가 먼저 빠져나가는 구조이다.

 

메소드	설명
E push(E item)	주어진 객체를 스택에 넣습니다.
E peek()	스택의 맨 위 객체를 가져옵니다. 객체를 스택에서 제거하지 않습니다.
E pop()	스택의 맨 위 객체를 가져옵니다. 객체를 스택에서 제거합니다.

Stack<E> stack = new Stack<E>();
Stack<E> stack = new Stack<>(); // 생략

 

2) FIFO(First In First Out) Queue

먼저 넣은 객체가 먼저 빠져나가는 구조이다.

 

메소드	설명
boolean offer(E e)	주어진 객체를 큐에 넣습니다.
E peek()	객체 하나를 가져옵니다. 객체를 큐에서 제거하지 않습니다.
E poll()	객체 하나를 가져옵니다. 객체를 큐에서 제거합니다.

Queue<E> queue = new Queue<E>();
Queue<E> queue = new Queue<>(); // 생략

// LinkedList는 List 컬렉션의 구현 클래스이기도 하지만 Queue 컬렉션의 구현 클래스도 될 수 있다.
Queue<E> queue = new LinkedList<>();