[Java] 16일차 : 컬렉션(Collection)

 

 

컬렉션 프라임워크란?
컬렉션은 다수의 데이터를 의미하며, 프레임워크는 표준화, 정형화된 프로그램의 기본 구조(틀)
다수의 데이터를 쉽고 효율적으로 처리할 수 있는 표준화된 방법을 제공하는 클래스의 집합

컬렉션 프레임워크 구성 요소 

• 인터페이스(interface) : 기본적으로 컬렉션에 필요한 데이터 관리 기능을 제공한다.
• 구현(implement) 클래스 : 컬렉션 인터페이스를 구현한 클래스, 각 컬렉션을 실제 어떤 자료구조를 이용하여 표현했느냐에 따라, 컬렉션의 종류가 달라진다.
• 알고리즘(algorithms) : 각 컬렉션마다 유용하게 사용할 수 있는 메소드를 의미\

인터페이스 계층

 

 

주요 컬렉션 인터페이스의 구현 클래

 

 

 

List<E> 인터페이스 

• 순서가 있는 컬렉션
• 목록에서 각 요소가 삽입되는 위치를 제어 할 수 있다.
• 요소를 인덱스로 관리하며, 인덱스로 요소를 검색하거나 삭제 할 수 있다.
• 동일한 요소(객체)를 중복해서 저장할 수 있다.
• List 컬렉션은 객체 자체가 저장되는 것이 아니라 객체의 번지를 참조한다.
• null도 저장이 가능하며, null을 저장한 경우에는 해당 인덱스는 객체를 참조하지 않는다. \
• ArrayList, LinkedList, Vector, Stack

 

ArrayList<E> 클래스

• List 인터페이스를 구현한 클래스
• 크기 변경이 가능한 배열을 구현한 클래스로 초기 용량은 10.
• 목록을 저장하기 위해 내부적으로 사용되는 배열(array)의 크기를 조작하는 메소드를 제공
• ArrayList에 요소를 추가할 때 저장 용량이 부족되면 자동으로 용량이 늘어난다.
• 자료 추가 및 삭제 시 임시 배열을 만들어 자료를 복사하는 방법을 이용한다.
• 대량의 자료를 추가하거나 삭제 하는 경우 내부적으로 처리량이 늘어나면서 성능 저하를 일으킬 수 있다.
• 각 데이터는 인덱스를 가지고 있기 때문에, 한번에 참조가 가능해 데이터의 검색에는 유리하다.
• 멀티 쓰레드 환경에서 동기화 되지 않는다.
• 동기화 되지 않는 것을 제외하고 Vector 클래스와 유사하다.

1. 배열
   배열은 한번 크기가 결정되면 배열의 크기를 변경할 수 없다.
   배열의 처음이나 중간에 데이터를 삽입하는 경우, 기존 데이터가 존재하면 데이터를 덮어쓰기 때문에 기존 데이터는 사라진다.
2. ArrayList 
   가변 길이의 자료구조로 데이터의 검색에 유리하며, 추가 또는 삭제에는 성능을 고려해야 한다.
   리스트의 처음, 끝, 중간에 자료를 추가 또는 삭제하는 기능을 제공한다. 

 

 

package ch11.unit02;

import java.util.ArrayList;
import java.util.Iterator;
import java.util.List;
import java.util.ListIterator;

public class Ex01_ArrayList {

	public static void main(String[] args) {

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

		String s;
		list.add("서울"); // 마지막에 요소 추가
		list.add("부산");
		list.add("인천");
		list.add("광주");
		list.add("서울"); // 중복 데이터 추가 가능
		list.add("대전");
		System.out.println(list);

		// 2.인덱스에 데이터 추가
		list.add(2, "대구");
		System.out.println(list);

		// 데이터 개수
		System.out.println("개수:" + list.size());

		// 처음
		System.out.println("처음:" + list.get(0));

		// 두번쨰
		System.out.println("처음:" + list.get(1));

		// 마지막 데이터
		System.out.println("처음:" + list.get(list.size() - 1));

		// 처음에 한국 추가
		list.add(0, "한국");
		System.out.println(list);

		// 처음 한국을 대한민국으로 수정
		list.set(0, "대한민국");
		System.out.println(list);

		int idx;
		// 인천의 인덱스?
		idx = list.indexOf("인천");
		System.out.println("인천 인덱스:" + idx);

		idx = list.indexOf("경기");
		System.out.println("경기 인덱스:" + idx);

		idx = list.indexOf("서울");
		System.out.println("서울 인덱스(처음부터):" + idx);

		idx = list.lastIndexOf("서울");
		System.out.println("서울 인덱스(뒤부터검색):" + idx);

		// 부산 존재 유무
		System.out.println("부산 있나?" + list.contains("부산"));

		// 대한민국삭제
		// list.remove("대한민국");
		list.remove(0);
		System.out.println(list);

		System.out.println("\n전체출력-1");
		for (int i = 0; i < list.size(); i++) {
			System.out.print(list.get(i) + " ");
		}
		System.out.println();

		System.out.println("\n전체출력-2");
		for (String str : list) {
			System.out.print(str + " ");
		}
		System.out.println();

		System.out.println("\n전체출력-3");
		Iterator<String> it = list.iterator();
		while (it.hasNext()) {
			s = it.next();
			System.out.print(s + "  ");
		}

		System.out.println();

		System.out.println("\n역순출력 =1");
		for (int i = list.size() - 1; i >= 0; i--) {
			System.out.print(list.get(i) + "  ");

		}
		System.out.println();

		System.out.println("\n역순출력 -2");
		// ListIterator:순방향과 역방향 가능
		// 처음부터
		// ListIterator <String> it2 = list.listIterator();
		ListIterator<String> it2 = list.listIterator(list.size());
		while (it2.hasPrevious()) {
			s = it2.previous();
			System.out.print(s + " ");
		}
		System.out.println();

		
		//모든 요소 삭제
		list.clear();
		System.out.println("삭제후 개수:"+list.size());
	}

}

 

 

package ch11.unit02;

import java.util.ArrayList;
import java.util.Arrays;
import java.util.List;

public class Ex02 {

	public static void main(String[] args) {
		
		List<String> list1 = new ArrayList<String>();
		list1.add("서울");
		list1.add("부산");
		list1.add("대구");

		List<String> list2 = new ArrayList<String>();
		list2.add("강원");
		list2.add("경기");
		list2.add("경상");
		
		//list2에 list1의 모든 데이터 추가
		list2.addAll(list1);
		System.out.println(list2);

		//List<String> → String[]
		String[] ss = list2.toArray(new String[list2.size()]);		
		System.out.println("\n 리스트를 배열로...");
		for(String s:ss) {
			System.out.print(s+" ");
		}
		System.out.println();
		
		//String[] => List<String>
		List<String> list3 = Arrays.asList(ss);
			// 타입 : ArrayList가 아니라 Array$ArrayList
		System.out.println("\n 배열을 리스트로 복사후 :"+ list3);
		
		//subList(a,b) : a 인덱스에서 b-1 인덱스까지의 부분 list
		List<String>list4 = list2.subList(1, 4);
		System.out.println(list4); // [경기,경상,서울]
		
		//전체 삭제
		list1.clear();
		System.out.println("전체 삭제후 :"+list1.size());
	
		
		//list2에서 "경상,서울,부산" 삭제
		list2.subList(2, 5).clear();
			// list3은 ArrysArrayList로 런타임 오류 
		System.out.println("부분 삭제 :"+list2);
	
	}

}

 

 

 

package ch11.unit02;
/*
 - ArrayList
 	: List 인터페이스 구현 클래스
 	: 검색히 속도 빠름
 	: 동기화 되지 않음(멀티 스레드에서 안전하지 않음)
 
 - LinkedList
 	: List 인터페이스 구현 클래스
 	: 검색히 속도 느림
 	: 앞이나 뒤에서 추가 또는 삭제가 빈번한 경우 빠름
 	: 중간에 삽입, 삭제시에는 속도가 현저히 떨어짐 
 	: 동기화 되지 않음(멀티 스레드에서 안전하지 않음)
 */

import java.util.ArrayList;
import java.util.LinkedList;
import java.util.List;

public class Ex03 {

	public static void main(String[] args) {
		List<String> list1 = new ArrayList<String>();
		list1.add("서울");
		list1.add("부산");
		list1.add("대구");
		System.out.println("ArrayList :" + list1 );
		System.out.println();
		
		List<String> list2 = new LinkedList<String>();
		list2.add("서울");
		list2.add("부산");
		list2.add("대구");
		System.out.println("ArrayList :" + list2);
		System.out.println();
	}

}

 

 

 

package ch11.unit02;

import java.util.ArrayList;
import java.util.List;

public class Ex05 {

	public static void main(String[] args) {
		List<String> list = new ArrayList<String>();
		list.add("A");
		list.add("B");
		list.add("B");
		list.add("A");
		list.add("C");
		list.add("A");
		list.add("D");
		list.add("C");
		list.add("E");
		
		//중복 배제
		for(int i = 0; i < list.size();i++) {
			if(list.indexOf(list.get(i))==i) {
				System.out.print(list.get(i)+" ");
			}
		}
		System.out.println();
	}
	

}

 

 

Vector<E>

• List 인터페이스를 구현한 클래스
• 객체의 가변길이 배열을 구현한 클래스로 초기 용량은 10이다.
• 배열과 마찬가지로 인덱스를 이용하여 요소를 액세스 할 수 있다.
• Vector를 만든 후 항목을 추가 하거나 제거하는데 필요한 만큼의 Vector의 크기를 늘리거나 줄일 수 있다.
• 멀티 쓰레드 환경에서 동기화 된다.
• 동기화가 필요 없는 경우에는 ArrayList클래스를 사용할 것을 권장한다.

 

package ch11.unit02;

import java.util.Vector;

public class Ex06_Vector {

	public static void main(String[] args) {
		// ArrayList : 동기화 지원 안함
		// Vector : 동기화 지원 (멀티 스레드에서 안전)

		Vector<String> list = new Vector<String>();
		System.out.println("초기용량 : " + list.capacity());

		list.add("a1");
		list.add("a2");
		list.add("a3");
		list.add("a4");
		list.add("a5");
		list.add("a6");
		list.add("a7");
		list.add("a8");
		list.add("a9");
		list.add("a10");
		list.add("a11");
		list.add("a12");
		list.add("a13");
		list.add("a14");
		list.add("a15");

		System.out.println("개수:" + list.size()); // 개수:15
		System.out.println("용량:" + list.capacity()); // 용량:20

		list.add(0, "korea");
		System.out.println(list);

		System.out.println("처음:" + list.get(0));
		System.out.println("처음:" + list.firstElement());

		System.out.println("마지막:" + list.get(list.size() - 1));
		System.out.println("마지막:" + list.lastElement());

		list.set(0, "대한민국");
		System.out.println(list);

		System.out.println("전체...");
		for (String s : list) {
			System.out.print(s + " ");
		}
		System.out.println();

		int idx = list.indexOf("a7");
		System.out.println("a7 인덱스:" + idx);

		list.remove(3);
		list.remove("a7");
		System.out.println(list);

		list.clear();
		System.out.println("개수:" + list.size()); 
		System.out.println("용량 :" + list.capacity());
		
		list.trimToSize(); //용량을 개수로
		System.out.println("용량:"+list.capacity());

	}

}

 

 

 

LinkedList<E> 클래스

• List 인터페이스 및 Deque 인터페이스를 구현한 클래스
• 내부적으로 Linked List 자료 구조를 사용하여 데이터를 저장하는 각 노드가 이전 노드와 다음 노드의 상태를 저장하는 방식으로 구현.
• 데이터의 추가 및 삭제 시 ArrayList 처럼 불필요한 복사가 일어나지 않아 처리 속도가 빠르다.
• 데이터 검색은 ArrayList에 비해 느리다.
• 멀티 쓰레드 환경에서 동기화 되지 않는다.

 

 

Stack<E> 클래스

• Vector<E> 클래스를 상속 받은 클래스
• LIFO(Last - in -First - OuT) 구조를 갖는 스택을 구현한 클래스
• 일반적인 push와 pop 작업 및 스택의 가장 위 객체를 확인 하거나 스택이 비어 있는지 등을 확인 할 수 있다. 

 

package ch11.unit02;

import java.util.Stack;

public class Ex07_Stack {

	public static void main(String[] args) {
		/*
		 - Stack
		 : LIFO 구조
		 : Vector을 상속 받음
		 : 주요 메소드
		 	push() : 스택에 데이터 추가
		 	pop () : top 요소를 반환 후 삭제 
		 	peek () : top 요소를 반환 후 삭제하지 않음 
		 * 
		 */
		
		Stack<String> st = new Stack<String>();
		st.push("a1");
		st.push("a2");
		st.push("a3");
		
		while(! st.isEmpty()) {
			String s = st.pop();
			System.out.print(s+" "); // a3 a2 a1 

		}
		System.out.println();
	
	}

}