[JAVA] 컬렉션 프레임워크 (1)

컬렉션 프레임워크란

Colleciton: 요소를 수집해서 저장하는 것

 

프로그램 구현에 필요한 자료구조(Data Structure)를 구현해 놓은 JDK 라이브러리 이다.

java.util 패키지에 구현되어 있다.

 

컬렉션 프레임워크의 주요 인터페이스로는 List, Set, Map, Queue가 있다.

해당 인터페스는 컬렉션을 사용하는 방법을 정의한 것이고, 아래는 이 인터페이스로 사용 가능한 컬렉션 클래스를 나타낸다.

 

List, Set, Queue는 객체를 추가, 삭제, 검색하는 방법에 많은 공통점이 있기 때문에 이 인터페이스의 공통된 메소드들을 모아 Collection 인터페이스로 정의한다.

• List는 순서를 유지하며 저장하고, 중복 저장이 가능하다는 특징이 있다.
• Set은 순서를 유지하지 않고 저장하며, 중복 저장이 불가능하다는 특징이 있다.
• Queue는 순서를 유지하며, 선입선출의 구조를 가지는 선형 자료구조이다.

Map은 키와 값을 하나의 쌍으로 묶어서 관리하는 구조로 되어 있어, Collection과 사용 방법이 완전히 다르기에 따로 분류한다.

• Map은 키와 값의 쌍으로 저장하며, 값을 중복이 가능하지만 키는 중복이 불가능하다.

 

 

Vector

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

Vector는 ArrayList와 동일한 내부 구조를 가지고 있다.

다른점은 Vector는 synchronized메소드로 구성되어 있기 때문에 멀티 스레드가 동시에 이 메소드들을 실행할 수 없다는 것이다.

이런 구조를 Thread-Safe하다라고 말하는 데 정말 Thread-Safe한지 나중에 알아보도록 하겠다.

 

 

 

 

ArrayList vs LinkedList

ArrayList와 LinkedList 모두 List인터페이스를구현하는 클래스이다.

두 클래스의 차이점은

ArrayList는 동적으로 공간을 할당하는 배열로 동작하지만

LinkedList는 노드와 노드의 연결로 동작한다.

순차적으로 데이터를 추가하거나 삭제하는 경우에는 ArrayList가 빠르다.

반면에 중간에 데이터를 추가하거나 삭제하는 경우에는 LinkedList가 빠르다.

검색 속도는 배열을 인덱스로 접근할 수 있는 ArrayList가 당연히 더 빠르다.

 

 

 

 

Set

Set 컬렉션은 저장 순서가 유지되지 않는다. 또한 객체를 중복해서 저장할 수 없다.

구현 클래스: HashSet, LinkedHashSet, TreeSet...

 

 

HashSet

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

객체들을 순서와 중복 없이 저장한다.

HashSet이 판단하는 동일한 객체란 꼭 같은 인스턴스를 의미하지는 않는다.

 

먼저 hashCode() 메소드를 호출해서 해시코드를 비교한다.

만약 동일한 해시코드가 존재한다면 equals() 메소드를 통해 두 객체를 비교한다.

 

즉, 아래의 두 String 인스턴스는 다른 인스턴스지만 중복처리 되어 하나만 저장된다.

HashSet<String> hashSet = new HashSet<>();

String str1 = new String("String");
String str2 = "String";

hashSet.add(str1);
hashSet.add(str2);

또한 hashCode()와 equals()를 재정의 하여 중복값의 판단을 원하는 대로 변경할 수 있다.

public class Member {
    private String name;
    private int age;

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

        // name과 age가 같다면 true 반환
    @Override
    public boolean equals(Object obj) {
        if (obj instanceof Member) {
            Member member = (Member) obj;
            return name.equals(member.name) && age == member.age;
        }

        return false;
    }

        // name과 age가 같다면 동일한 hashcode가 반환
    @Override
    public int hashCode() {
        return name.hashCode() + age;
    }
}

 

 

TreeSet

TreeSet<E> treeSet = new TreeSet<>();

TreeSet은 이진 트리를 기반으로 한 Set 컬렉션이다. 자동으로 정렬된다는 특징이 있다.

 

하나의 노드는 노드의 값인 value, 왼쪽과 오른쪽 자식 노드를 참조하기 위한 두 개의 레퍼런스 변수로 구성된다.

정렬 기준은 부모값과 비교해서 낮은 것은 왼쪽, 높은 것은 오른쪽이다.

 

 

Iterator

Collection의 요소를 순회하는 클래스이다.

순서가 있는 List인터페이스의 경우에는 get() 메소드가 존재하기 때문에 Iterator가 필요 없다.

하지만 Set인터페이스의 경우 get()메소드가 제공되지 않으므로 Iterator를 활용하여 객체를 순회한다.

• boolean hasNext() : 이후에 요소가 더 있는지 체크하는 메서드, 있다면 true반환
• E next(): 다음에 있는 요소를 반환

Iterator 대신 for-each문으로 순회해도 문제없다.