[JAVA] 컬렉션 프레임워크와 List ,Set, Map의 개념 및 정리

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1. 컬렉션 프레임워크란?

2. List 컬렉션 

3. Set 컬렉션 

4. Map 컬렉션 

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|  컬렉션 프레임워크란?

객체들을 효율적으로 추가, 삭제, 검색 할 수 있도록 인터페이스와 구현 클래스를 java.utill 패키지에서 제공하는데 이것을 컬렉션 프레임워크(Collection Framework) 라고 한다.

 

객체 저장소로서 배열을 사용할 수도 있지만 배열은 선언 시 크기를 정해야하고, 또 정한 크기를 변경할 수 없을 뿐만 아니라 항목을 저장, 삭제, 추가하는 메소드가 없기 대문에 인덱스를 사용해야 하는 번거로움이 있다.

이를 대신해 컬렉션 프레임워크를 사용한다. 

 

컬렉션 프레임워크의 주요 인터페이스로는 List, Set, Map이 있다.

 

|  List 컬렉션

List 컬렉션은 배열과 비슷하게 인덱스를 관리하지만, 차이점으로 이러한 특징이 있다.

 

1. 저장용량이 자동으로 증가

2. 저장 시 자동 인덱스 부여

3. 추가, 삭제, 검색 등 다양한 메소드 제공

4. 중복 저장 O

5. Null 저장 O

 

List 컬렉션은 객체 자체를 저장하는 것이 아닌 객체의 번지를 참조하기 때문에동일한 객체를 중복 저장 할 수 있다. 이런 경우는 동일한 번지가 참조된다. null 저장 하는 경우 해당 인덱스는 객체를 참조하지 않는다.

 

 

A. 메소드 종류

add(E e)	객체를 맨 끝에 추가
add(Index ,E e)	해당 인덱스에 객체 추가
set(Index, E e)	해당 인덱스에 저장된 객체를 주어진 객체로 바꿈
contains(object o)	해당 객체가 저장 되어있는지 확인
get(index)	해당 인덱스에 저장된 객체를 리턴
isEmpty()	컬렉션이 비어있는지 확인
size()	저장 되어있는 전체 객체 수 리턴 (=길이)
clear()	저장된 모든 객체 삭제
remove(index)	해당 인덱스에 저장된 객체 삭제
remove(object o)	주어진 객체 삭제

 

ArrayList 로 선언했다고 했을 때 대표적인 메소드 예시.

List<String> list = new ArrayList<>();

list.add("전원우"); // 맨 끝 객체 추가
list.add(1,"부승관"); // 인덱스 1에 객체 삽입
String str = list.get(1); // 인덱스로 객체 검색
list.remove(0); // 인덱스로 객체 삭제
list.remove("부승관"); // 객체 삭제

 

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B. ArrayList

 

List의 대표적인 구현 클래스이다.

 

선언 방법 : 

List<String> list = new ArrayList<>();

 

10개의 객체를 저장할 수 있는 초기용량을 가지며, 저장되는 객체수가 늘어남에 따라 용량이 자동으로 증가 한다.

 

추가 : 0번 인덱스부터 차례대로 저장된다.

삭제 : 바로 뒤 인덱스부터 마지막 까지 앞으로 1씩 당겨진다.

삽입 : 바로 뒤 인덱스부터 마지막 까지 뒤로 1씩 밀려난다.

 

때문에 빈번한 삭제, 삽입이 일어나는 경우에는 Arraylist가 적합하지 않다.

 

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C. LinkedList

ArrayList와 사용방법은 동일하지만 다른 내부구조를 가지고 있다.

ArrayList가 내부 배열에 객체를 저장해서 관리한다면

LinkedList는 인접 참조를 링크해서 체인처럼 관리한다.

 

객체를 삽입이나 삭제 할 때, 앞 뒤 링크만 변경되고 나머지 링크는 변경되지 않는다. (아래 그림 참조)

 

 

선언 방법 : 

List<String> list = new LinkedList<>();

 

 

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순차적으로 추가/삭제가 많은 경우 -> ArrayList

중간에 추가/삭제가 많은 경우 -> LinkedList
검색을 많이 하는 경우 -> ArrayList

 

 

 

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|  Set 컬렉션

List 컬렉션은 객체 저장 순서를 유지한다면

Set 컬렉션은 저장 순서가 유지되지 않는다.

 

1. 저장 순서가 유지 X

2. 중복 저장 X

3. 하나의 Null만 저장 O

4. 인덱스가 없다

 

 

A. 메소드 종류

add(E e)	주어진 객체를 저장. 성공적으로 저장 -> true 중복 객체 -> false 리턴
contains(object o)	해당 객체가 저장 되어있는지 확인
isEmpty()	컬렉션이 비어있는지 확인
Iterator<E> iterator()	저장된 객체를 한 번 씩 가져오는 반복자를 리턴
size()	저장 되어있는 전체 객체 수 리턴 (=길이)
clear()	저장된 모든 객체 삭제
remove(object o)	주어진 객체 삭제

 

HashSet 으로 선언했다고 했을 때 대표적인 메소드 예시.

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

set.add("전원우"); // 객체 추가
set.add("부승관");
set.remove("부승관"); // 객체 삭제

 

 

Iterator iterator()

Set은 인덱스가 없기 때문에 인덱스로 객체를 검색해서 가져오는 메소드가 없기 때문에,

전체 객체를 대상으로 한 번씩 반복해서 가져오는 반복자를 제공한다.

 

아래와 같이 호출할 수 있다.

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

Iterator<String> iterator = set.iterator();

 

 

String 객체를 반복해서 하나씩 가져오는 코드 예시

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

Iterator<String> iterator = set.iterator();

while (iterator.hasNext()){
    String str = iterator.next();
}

 

 

Iterator의 next() 메소드로 가져온 객체를 제거하고 싶을 때 코드 예시

while (iterator.hasNext()){
    String str = iterator.next();
    if (str.equals("전원우")){
        iterator.remove();
    }
}

Iterator 메소드이지만 실제 Set 컬렉션에서 객체가 제거 됨. 

 

 

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B. HashSet

Set 인터페이스의 구현 클래스이다.

 

선언 방법 :

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

 

HashSet은 중복 객체는 저장하지 않는데,

중복인지 아닌지 판단하는 과정으로

hashCode() 메소드를 호출해서 해시코드를 얻어내고 비교한다. ( hashCode : 해시 알고리즘에 의해 생성된 정수 값 )

동일하다면 다시 equals() 메소드로 비교한 뒤 true가 나오면 동일한 객체로 판단하고 저장하지 않는다.

 

 

 

 

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|  Map 컬렉션

키(key)와 값(value)으로 구성된 Map.Entry 객체를 저장하는 구조를 가지고 있다.(Entry는 Map 인터페이스 내부에 선언된 중첩 인터페이스)키와 값은 모두 객체이다.

 

1. 키(Key)와 값(Value)으로 구성

2. 키는 중복 저장 X

3. 값은 중복 저장 O

 

 

A. 메소드 종류

put(K key, V value)	주어진 키로 값을 저장.  새로운 키 -> null 리턴.  동일한 키 -> 값 대체하고 이전 값 리턴
containsKey(object key)	해당 키가 있는지 확인
containsValue(object value)	해당 값이 있는지 확인
Set<Map.Entry<K,V>> entrySet()	키와 값의 쌍으로 구성된 모든 Map.Entry 객체를 Set에 담아 리턴
get(object key)	해당 키가 있는 값을 리턴
size()	저장된 키의 총 수 리턴 (=길이)
Collection<V> values()	저장된 모든 값을 Collection에 담아 리턴
clear()	모든 Map.Entry(키,값)을 삭제
remove(object key)	주어진 키와 일치하는  Map.Entry(키,값)을 삭제 후 값 리턴

 

 

HashMap 으로 선언했다고 했을 때 대표적인 메소드 예시.

Map<String, Integer> map = new HashMap<>(); // Map<키 타입, 값 타입>

map.put("전원우", 28);
int age = map.get("전원우");
map.remove("전원우");

 

 

저장된 전체 객체를 대상으로 하나씩 얻고 싶을 경우 방법 1

Map<String, Integer> map = new HashMap<>();
Set<String> KeySet = map.keySet();
Iterator<String> keyIterator = KeySet.iterator();

while (keyIterator.hasNext()){
    String key = keyIterator.next();
    int value = map.get(key);
}

 

KeySet() 메소드로 모든 키를 Set 컬렉션으로 얻은 다음 반복자를 통해 키를 하나씩 얻고 get() 메소드를 통해 값을 얻는다.

 

 

 

저장된 전체 객체를 대상으로 하나씩 얻고 싶을 경우 방법 2

Map<String, Integer> map = new HashMap<>();
Set<Map.Entry<String, Integer>> entrySet = map.entrySet();
Iterator<Map.Entry<String, Integer>> entryIterator = entrySet.iterator();

while (entryIterator.hasNext()){
    Map.Entry<String, Integer> entry = entryIterator.next();
    String key = entry.getKey();
    Integer value = entry.getValue();
}

entrySet() 메소드로 모든 Map.Entry를 Set 컬렉션으로 얻은 다음,

반복자를 통해 Map.Entry를 하나씩 얻고 getKey()와 getValue() 메소드를 이용해 키와 값을 얻는다.

 

 

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B. HashMap

Map 인터페이스를 구현한 대표적인 Map 컬렉션이다.

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

객체가 달라도 동등 객체라면 같은 키로 중복 저장되지 않도록 하기 위함이다.

 

 

 

선언 방법 :

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

키와 값의 타입은 기본타입(byte, short, int, float, dluble, boolean, char)을 사용할 수 없고,

클래스 및 인터페이스 타입만 사용가능하다.

 

*** 참고 ***

변수와(variable) 자료형(Data Type)