JAVA

[JAVA] 참조형 배열로 정리하기 (컬렉션)

개발 공주 2023. 5. 27. 00:12
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📌 Java 프로그래밍 에서는 배열을 더 고도화 시켜서 컬렉션 이라는 이름으로 참조형 분류통(자료구조)를 제공하고 있습니다. 컬렉션은 참조형 변수만 저장함으로써 여러 기능을 많이 제공합니다.

컬렉션은 여러가지 종류가 있고, 이러한 컬렉션들은 데이터를 넣고 빼는 방법이 각자 다르기 때문에 용도에 맞게 사용합니다.

1.컬렉션 이해하기

  • Java 에서 컬렉션은 배열보다 다수의 참조형 데이터를 더 쉽고 효과적으로 처리할 수 있는 기능을 많이 가지고 있습니다.
    • 컬렉션기능 : 크기 자동조정/ 추가/ 수정/ 삭제/ 반복/ 순회/ 필터/ 포함확인 등
  • 컬렉션 종류
    • Collection 에는 List, Set , Queue , Map 이 있습니다. (자료구조)
    • List : 순서가 있는 데이터의 집합 (데이터 중복 허용) - 배열과 비슷
    • Queue : 빨대처럼 한쪽에서 데이터를 넣고 반대쪽에서 데이터를 뺄 수 있는 집합
      • First In First Out : 먼저들어간 순서대로 값을 조회할 수 있다.
    • Set : 순서가 없는 데이터의 집합 (데이터 중복 허용 안함) - 순서없고 중복없는 배열
    • Map : 순서가 없는 (Key,Value) 쌍으로 이루어진 데이터의 집합 (Key값 중복 허용 안함)
  • Collection은 기본형 변수가 아닌 참조형 변수를 저장한다.
    • int 의 참조형 변수 = Integer
    • long 의 참조형 변수 = Long
    • double 의 참조형 변수 = Double
    • String 은 원래부터 참조형 변수

2.List

순서가 있는 데이터의 집합 (데이터 중복 허용) - 배열과 비슷

1. ArrayList

ArrayList 는 배열(Array)처럼 일렬로 데이터를 저장하고 조회하여 순번값(인덱스)로 값을 하나씩 조회할 수 있습니다.

  • 특징
    • 배열(Array)처럼 클기가 정해져 있지 않고 필요할때마다 크기가 점점 늘어난다.

❓ Array 와 어떤점이 다르길래 ArrayList 는 크기를 지정하지 않아도 되는건가요?

먼저, Array처럼 크기를 고정하여 생성하는 것을 정적배열 이라면 ArrayList 처럼 크기가 가변적으로 늘어나는 것을 동적배열 이라고 합니다.

  • Array은 메모리에 연속된 공간을 요청한 사이즈 만큼 받아서 실제값을 저장하는 기본형 변수로 저장하기 때문에 정적배열 입니다.
  • ArrayList 는 생성시점에 작은 연속된 공간을 요청해서 참조형 변수들을 담아놓고, 값이 추가될때 더 큰 공간이 필요하면 더큰 공간을 받아서 저장하기 때문에 동적배열 입니다.

 

  • 기능
    • 선언 : ArrayList<Integer> intList 형태로 선언합니다.
    • 생성 : new ArrayList<Integer>(); 형태로 생성합니다.
    • 초기화 : 사이즈를 지정하는것이 없기 때문에 초기화가 필요 없습니다.
    • 값 추가 : intList.add({추가할 값}) 형태로 값을 추가합니다.
    • 값 수정 : intList.set({수정할 순번}, {수정할 값}) 형태로 값을 수정합니다.
    • 값 삭제 : intList.remove({삭제할 순번}) 형태로 값을 삭제합니다.
    • 전체 출력 : intList.toString() 형태로 전체 값을 대괄호[]로 묶어서 출력합니다.
    • 전체 제거 : intList.clear() 형태로 전체 값을 삭제합니다. 
// ArrayList 
// (사용하기 위해선 import java.util.ArrayList; 를 추가해야합니다.)
import java.util.ArrayList;

public class Main {

	public static void main(String[] args) {
		ArrayList<Integer> intList = new ArrayList<Integer>(); // 선언 및 생성
		
		intList.add(1);
		intList.add(2);
		intList.add(3);
		
		System.out.println(intList.get(0)); // 1 출력
		System.out.println(intList.get(1)); // 2 출력
		System.out.println(intList.get(2)); // 3 출력
		System.out.println(intList.toString()); // [1,2,3] 출력
		
		intList.set(1, 10); // 1번순번의 값을 10으로 수정합니다.
		System.out.println(intList.get(1)); // 10 출력
		
		
		intList.remove(1); // 1번순번의 값을 삭제합니다.
		System.out.println(intList.toString()); // [1,3] 출력
		
		intList.clear(); // 전체 값을 삭제합니다.
		System.out.println(intList.toString()); // [] 출력
	}
}

2. LinkedList

📌 LinkedList는 메모리에 남는 공간을 요청해서 여기저기 나누어서 실제값을 담아 놓고, 실제값이 있는 주소값으로 목록을 구성하고 저장한다.

  • 특징
    • 기본적인 기능은 ArrayList 와 동일하지만 LinkedList는 값을 나누어 담기 때문에 모든값을 조회하는 속도가 느립니다. 대신에, 값을 중간에 추가하거나 삭제할때는 속도가 빠릅니다.
    • 중간에 값을 추가하는 기능이 있다. (속도 빠름)
  • 기능
    • 선언 : LinkedList<Integer> linkedList 형태로 선언합니다.
    • 생성 : new LinkedList<Integer>(); 형태로 생성합니다.
    • 초기화 : 사이즈를 지정하는것이 없기 때문에 초기화가 필요 없습니다.
    • 값 추가 : linkedList.add({추가할 값}) 형태로 값을 추가합니다.
    • 값 중간에 추가 : linkedList.add({추가할 순번}, {추가할 값}) 형태로 값을 중간에 추가합니다.
    • 값 수정 : linkedList.set({수정할 순번}, {수정할 값}) 형태로 값을 수정합니다.
    • 값 삭제 : linkedList.remove({삭제할 순번}) 형태로 값을 삭제합니다.
    • 전체 출력 : linkedList.toString() 형태로 전체 값을 대괄호[]로 묶어서 출력합니다.
    • 전체 제거 : linkedList.clear() 형태로 전체 값을 삭제합니다.
// LinkedList 
// (사용하기 위해선 import java.util.LinkedList; 를 추가해야합니다.)
import java.util.LinkedList;

public class Main {

	public static void main(String[] args) {
		LinkedList<Integer> linkedList = new LinkedList<>(); // 선언 및 생성

		linkedList.add(1);
		linkedList.add(2);
		linkedList.add(3);

		System.out.println(linkedList.get(0)); // 1 출력
		System.out.println(linkedList.get(1)); // 2 출력
		System.out.println(linkedList.get(2)); // 3 출력
		System.out.println(linkedList.toString()); // [1,2,3] 출력 (속도 느림)

		linkedList.add(2, 4); // 2번 순번에 4 값을 추가합니다.
		System.out.println(linkedList); // [1,2,4,3] 출력

		linkedList.set(1, 10); // 1번순번의 값을 10으로 수정합니다.
		System.out.println(linkedList.get(1)); // 10 출력

		linkedList.remove(1); // 1번순번의 값을 삭제합니다.
		System.out.println(linkedList); // [1,4,3] 출력

		linkedList.clear(); // 전체 값을 삭제합니다.
		System.out.println(linkedList); // [] 출력
	}
}

3. Stack (LIFO ==> Last-In-First-out)

📌 Stack 은 값을 수직으로 쌓아놓고 넣었다가 빼서 조회하는 형식으로 데이터를 관리 합니다.

이걸 “나중에 들어간 것이 가장 먼저 나온다(Last-In-First-out)” 성질을 가졌다고 표현하며, 주로 상자와 비유해서 설명합니다.

  • 특징
    • 상자에 물건을 넣고 빼는것처럼 밑에서 위로 쌓고, 꺼낼때는 위에서 부터 꺼내는 형식
    • 그렇기 때문에 넣는 기능push(), 조회peek(), 꺼내기pop() 기능만 존재함
    • 이렇게 불편하게 쓰는 이유는 최근 저장된 데이터를 나열하고 싶거나 데이터의 중복 처리를 막고싶을때 사용!
  • 기능 
    • 선언 : Stack<Integer> intStack 형태로 선언합니다.
    • 생성 : new Stack<Integer>(); 형태로 생성합니다.
    • 추가 : intStack.push({추가할 값}) 형태로 값을 추가합니다.
    • 조회 : intStack.peek() 형태로 맨 위값을 조회합니다.
    • 꺼내기 : intStack.pop() 형태로 맨 위값을 꺼냅니다. (꺼내고나면 삭제됨)
// Stack 
// (사용하기 위해선 import java.util.Stack; 를 추가해야합니다.)
import java.util.Stack;

public class Main {

	public static void main(String[] args) {
		Stack<Integer> intStack = new Stack<Integer>(); // 선언 및 생성
		
		intStack.push(1);
		intStack.push(2);
		intStack.push(3);

		while (!intStack.isEmpty()) { // 다 지워질때까지 출력
		    System.out.println(intStack.pop()); // 3,2,1 출력
		}

		// 다시 추가
		intStack.push(1);
		intStack.push(2);
		intStack.push(3);
		
		// peek()
		System.out.println(intStack.peek()); // 3 출력
		System.out.println(intStack.size()); // 3 출력 (peek() 할때 삭제 안됬음)
		
		// pop()
		System.out.println(intStack.pop()); // 3 출력
		System.out.println(intStack.size()); // 2 출력 (pop() 할때 삭제 됬음)		
		
		System.out.println(intStack.pop()); // 2 출력
		System.out.println(intStack.size()); // 1 출력 (pop() 할때 삭제 됬음)		

		while (!intStack.isEmpty()) { // 다 지워질때까지 출력 isEmpty() ==> 공백 여부
		    System.out.println(intStack.pop()); // 1 출력 (마지막 남은거 하나)
		}
	}
}

3.Queue(FIFO ==> First In First Out)

📌  Queue은 빨대처럼 한쪽에서 데이터를 넣고 반대쪽에서 데이터를 뺄 수 있는 집합 이다.

  • 특징
    • First In First Out : 먼저들어간 순서대로 값을 조회할 수 있다.
    • 그렇기 때문에 넣는 기능(add()), 조회(peek()), 꺼내는(poll()) 기능만 존재합니다.
    • Queue 는 생성자가 없는 껍데기라서 바로 생성할수는 없습니다. (껍데기 = 인터페이스)
    • 생성자가 존재하는 클래스인 LinkedList 를 사용하여 Queue 를 생성해서 받을 수 있습니다.
// LinkedList 를 생성하면 Queue 기능을 할 수 있습니다. (Queue 가 부모/ LinkedList 가 자식이기 떄문)
Queue<Integer> intQueue = new LinkedList<Integer>();
  • 기능
    • 선언 : Queue<Integer> intQueue 형태로 선언합니다.
    • 생성 : new LinkedList<Integer>(); 형태로 생성합니다.
    • 추가 : intQueue.add({추가할 값}) 형태로 값을 맨 위에 추가합니다.
    • 조회 : intQueue.peek() 형태로 맨 아래값을 조회합니다.
    • 꺼내기 : intQueue.poll() 형태로 맨 아래값을 꺼냅니다. (꺼내고나면 삭제됨)
// Queue 
// (사용하기 위해선 java.util.LinkedList; 와 import java.util.Queue; 를 추가해야합니다.)
import java.util.LinkedList;
import java.util.Queue;

public class Main {

	public static void main(String[] args) {
		Queue<Integer> intQueue = new LinkedList<>(); // 선언 및 생성

		intQueue.add(1);
		intQueue.add(2);
		intQueue.add(3);

		while (!intQueue.isEmpty()) { // 다 지워질때까지 출력
			System.out.println(intQueue.poll()); // 1,2,3 출력
		}

		// 다시 추가
		intQueue.add(1);
		intQueue.add(2);
		intQueue.add(3);

		// peek()
		System.out.println(intQueue.peek()); // 1 출력 (맨먼저 들어간값이 1 이라서)
		System.out.println(intQueue.size()); // 3 출력 (peek() 할때 삭제 안됬음)

		// poll()
		System.out.println(intQueue.poll()); // 1 출력
		System.out.println(intQueue.size()); // 2 출력 (poll() 할때 삭제 됬음)

		System.out.println(intQueue.poll()); // 2 출력
		System.out.println(intQueue.size()); // 1 출력 (poll() 할때 삭제 됬음)

		while (!intQueue.isEmpty()) { // 다 지워질때까지 출력
			System.out.println(intQueue.poll()); // 3 출력 (마지막 남은거 하나)
		}
	}
}

4.Set

📌Set은 순서가 없는 데이터의 집합 (데이터 중복 허용x) - 순서없고 중복없는 배열

  • 특징
    • 순서가 보장되지 않는 대신 중복을 허용하지 않도록 유지할 수 있습니다.
    • Set 은 그냥 Set으로 쓸수도있지만 HashSet, TreeSet 등으로 응용하여 사용할 수 있습니다.
    • Set 는 생성자가 없는 껍데기라서 바로 생성할수는 없습니다. (껍데기 = 인터페이스)
    • 생성자가 존재하는 클래스인 HashSet 를 사용하여 Set 를 생성해서 받을 수 있습니다.
  • 기능
    • 선언 : Set<Integer> intSet 형태로 선언합니다.
    • 생성 : new HashSet<Integer>(); 형태로 생성합니다.
    • 추가 : intSet.add({추가할 값}) 형태로 값을 맨 위에 추가합니다.
    • 조회 : intSet.get({초회할 순번}) 형태로 순번에 있는 값을 조회합니다.
    • 삭제 : intSet.remove({삭제할 값}) 형태로 삭제할 값을 직접 지정합니다.
    • 포함확인 : intSet.contains({포함확인 할 값}) 형태로 해당값이 포함되어있는지 boolean 값으로 응답 받습니다.

🔎 HashSet 외에도 TreeSet, LinkedHashSet 이 있습니다.

  • HashSet : 가장 빠르며 순서를 전혀 예측할 수 없음
  • TreeSet : 정렬된 순서대로 보관하며 정렬 방법을 지정할 수 있음
  • LinkedHashSet : 추가된 순서, 또는 가장 최근에 접근한 순서대로 접근 가능

즉, 보통 HashSet 을 쓰는데 순서보장이 필요하면 LinkedHashSet 을 주로 사용합니다.

// Set 
// (사용하기 위해선 import java.util.Set; 와 java.util.HashSet; 를 추가해야합니다.)
import java.util.HashSet;
import java.util.Set;

public class Main {

	public static void main(String[] args) {
		Set<Integer> intSet = new HashSet<Integer>(); // 선언 및 생성

		intSet.add(1);
		intSet.add(2);
		intSet.add(3);
		intSet.add(3); // 중복된 값은 덮어씁니다.
		intSet.add(3); // 중복된 값은 덮어씁니다.

		for (Integer value : intSet) {
			System.out.println(value); // 1,2,3 출력
		}

		// contains()
		System.out.println(intSet.contains(2)); // true 출력
		System.out.println(intSet.contains(4)); // false 출력

		// remove()
		intSet.remove(3); // 3 삭제

		for (Integer value : intSet) {
			System.out.println(value); // 1,2 출력
		}
	}
}

5.Map

📌 여태까지 value 값들만 넣어서 관리하는 분류통(자료구조)를 배웠다면 Map 은 key-value 구조로 구성된 데이터를 저장할 수 있습니다.

  • 특징
    • key-value 형태로 데이터를 저장하기 때문에 기존에 순번으로만 조회하던 방식에서, key 값을 기준으로 vlaue를 조회할 수 있습니다.
    • key 값 단위로 중복을 허용하지 않는 기능을 가지고 있습니다.
    • Map 은 그냥 Map으로 쓸수도있지만 HashMap, TreeMap등으로 응용하여 사용할 수 있습니다.
    • Map으로 쓸수도있지만 HashSet, TreeSet 등으로 응용하여 사용할 수 있습니다.
  • 기능
    • 선언 : Map<String, Integer> intMap 형태로 Key타입과 Value타입을 지정해서 선언합니다.
    • 생성 : new HashMap<>(); 형태로 생성합니다.
    • 추가 : intMap.put({추가할 Key값},{추가할 Value값}) 형태로 Key에 Value값을 추가합니다.
    • 조회 : intMap.get({조회할 Key값}) 형태로 Key에 있는 Value값을 조회합니다.
    • 전체 key 조회 : intMap.keySet() 형태로 전체 key 값들을 조회합니다.
    • 전체 value 조회 : intMap.values() 형태로 전체 value 값들을 조회합니다.
    • 삭제 : intMap.remove({삭제할 Key값}) 형태로 Key에 있는 Value값을 삭제합니다.

🔎 HashMap 외에도 TreeMap 이 있습니다.

  • HashMap : 중복을 허용하지 않고 순서를 보장하지 않음 , 키와 값으로 null이 허용
  • TreeMap : key 값을 기준으로 정렬을 할 수 있습니다. 다만, 저장시 정렬(오름차순)을 하기 때문에 저장시간이 다소 오래 걸림
// Map 
// (사용하기 위해선 import java.util.Map; 를 추가해야합니다.)
import java.util.Map;

public class Main {

	public static void main(String[] args) {
		Map<String, Integer> intMap = new HashMap<>(); // 선언 및 생성

		//          키 , 값
		intMap.put("일", 11);
		intMap.put("이", 12);
		intMap.put("삼", 13);
		intMap.put("삼", 14); // 중복 Key값은 덮어씁니다.
		intMap.put("삼", 15); // 중복 Key값은 덮어씁니다.

		// key 값 전체 출력
		for (String key : intMap.keySet()) {
			System.out.println(key); // 일,이,삼 출력
		}

		// value 값 전체 출력
		for (Integer key : intMap.values()) {
			System.out.println(key); // 11,12,15 출력
		}

		// get()
		System.out.println(intMap.get("삼")); // 15 출력
	}
}

🔎 length vs length() vs size() - 길이값 가져오기

1. length

  • arrays(int[], double[], String[])
  • length는 배열의 길이를 조회해줍니다.

2. length()

  • String related Object(String, StringBuilder etc)
  • length()는 문자열의 길이를 조회해줍니다. (ex. “ABCD”.length() == 4)

3. size()

  • Collection Object(ArrayList, Set etc)
  • size()는 컬렉션 타입목록의 길이를 조회해줍니다.

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