컬렉션 프레임워크

컬렉션 프레임 워크란?

자바에서 컬렉션 프레임워크란 다수의 데이터를 쉽고 효과적으로 처리할 수 있는 표준화된 방법을 제공하는 클래스의 집합을 의미합니다.

컬렉션은 다수의 데이터, 즉 데이터 그룹을, 프레임워크는 표준화된 프로그래밍 방식을 의미합니다.

즉, 데이터를 저장하는 자료 구조와 데이터를 처리하는 알고리즘을 구조화 하여 클래스로 구현해 놓은 것입니다.

이러한 컬렉션 프레임워크는 자바의 인터페이스(interface)를 사용하여 구현됩니다.

컬렉션 종류

인터페이스설명구현 클래스

List	순서가 있는 데이터의 집합으로, 데이터의 중복을 허용한다. 예) 대기자 명단	Vector, ArrayList, LinkedList, Stack, Queue 등
Set	순서가 없는 데이터의 집합으로, 데이터의 중복을 허용하지 않는다. 예) 양의 정수집합, 소수의 집합	HashSet, TreeSet 등
Map<K, V>	키(Key)와 값(Value)의 한 쌍으로 이루어진 데이터의 집합으로 순서가 없다. 키는 중복을 허용하지 않지만 값은 중복될 수 있다. 예) 우편번호, 지역번호(전화번호)	HashMap, TreeMap, Hashtable, Properties

List 컬렉션

• 객체를 일렬로 늘어놓은 구조
• 객체 저장시 자동 인덱스 부여
• 인덱스로 검색,삭제 할수있는 기능 제공.
• 객체자체를 저장하는 것이아니라 객체의 번지를 참조한다.
  • 즉, 인덱스마다 객체의 번지 주소가 들어있다. 동일한 객체를 중복 저장할 수있는데, 이 경우 동일한 번지가 참조되고 null이 저장될 경우에는 해당 인덱스는 객체를 참조하지 않는다.

ArrayList

• 사용빈도가 아주 높은 컬렉션 클래스

• LIst인터페이스를구현하기 때문에 데이터의 저장순서가 유지되고 중복을 허용한다.

• Object 배열을 이용해서 데이터를 순차적으로 저장한다.

• 배열에 순차적으로 저장되며, 더이상 저장할 공간이 없으면 보다 큰 새로운 배열을 생성해서 기존의 배열에 저장된 내용을 새로운 배열로 복사한 다음에 저장한다.

• List<String> list = new ArrayList<String>();//기본 생성자-> 초기 10개짜리 자동 생성 List<String> list = new ArrayList<String>(30); //30개

• List 인터페이스는 제네릭 타입이다.

LinkedList 클래스

• 연결리스트를 이용하여 요소를 저장.
• 저장된 요소가 비순차적으로 분포. 이러한 요소들 사이를 링크로 연결하여 구성

Vector 클래스

• 기존코드와 호환성을 위해서 그냥 남아있다. 쓸필요없고 ArrayList와 같은동작을 수행하여 ArrayList를 쓰면된다.

Stack 클래스

• Vector 클래스를 상속받는다.
• 스택, LIFO

Queue 인터페이스

• 클래스로 구현된 스택과는 달리 별도의 인터페이스 형태로 제공된다.

• Queue 인터페이스를 상속받는 하위 인터페이스

  1. Deque

  2. BlockingDeque

  3. BlockingQueue

  4. TransferQueue

• Deque인터페이스를 구현한 LinkedList클래스가 큐 메모리 구조를 구현하는 데 가장 많이 사용된다.

ArrayList와 LinkedList의 차이

배열과 연결리스트 차이랑 같은거다. 삭제시 ArrayList는 한칸씩 다 당겨진다.

빈번한 객체의 삽입삭제시에는 LinkedList가 적합하다.

Set 컬렉션

• 저장순서가 유지되지 않는다.
• 객체를 중복해서 저장할 수 없다.
• 하나의 null만 저장할 수 있다.
• 대표적인 Set 인터페이스의 구현클래스 : HashSet, LinkedHashSet, TreeSet

HashSet

• 객체를 순서없이 저장한다.
• 동일한 객체는 중복 저장하지 않는다.
  • HashSet은 객체를 저장하기 전에 먼저 객체의 hashCode() 메소드를 호출하여 해시코드를 얻어낸다. 그리고 이미 저장되어 있는 객체들의 해시코드와 비교한다. 만약 동일한 해시코드가 있다면 다시 equals() 메소드로 두 객체를 비교해서 true가 나오면 동일한 객체로 판단하고 중복 저장을 하지 않는다

TreeSet 클래스

• 이진 검색 트리(binary search tree)의 형태로 요소를 저장
• 데이터가 정렬된 상태로 저장
• 데이터를 추가하거나 제거하는 등의 기본 동작 시간이 매우 빠르다
• JDK 1.2부터 제공되는 TreeSet 클래스는 NavigableSet 인터페이스를 기존의 이진 검색 트리의 성능을 향상시킨 레드-블랙 트리(Red-Black tree)로 구현
• TreeSet 클래스는 Set 인터페이스를 구현하므로, 요소를 순서에 상관없이 저장하고 중복된 값은 저장하지 않는다

Map 컬렉션

• Key, value, pair 로 구성된 Entry를 객체를 저장하는 구조
• key와 value는 모두 객체
• key는 중복저장 불가능
• value는 중복 가능
• 기존키와 동일한 키로 값을 저장하면 기존값은 없어지고 새로운 값으로 대치된다.
• Map 컬렉션에는 HashMap, Hashtable, LinkedHashMap, Properties, TreeMap

HashMap

• HashMap의 키로 사용할 객체는 hashCode()와 equals() 메소드를 재정의해서 동등 객체가 될 조건을 정해야 한다.
• 동등 객체, 즉 동일한 키가 될 조건은 hashCode()의 리턴값이 같아야 하고, equals() 메소드가 true를 리턴해야 한다.
• 주로 키타입은 String을 많이 사용하는데, String은 문자열이 같을 경우 동등 객체가 될 수 있도록 hashCode()와 equals() 메소드가 재정의되어 있다
• HashMap을 생성하기 위해서는 키 타입과 값 타입을 파라미터로 주고 기본 생성자를 호출하면 된다.

HashTable

• HashMap과 동일한 내부 구조
• 키로 사용할 객체는 hashCode()와 equals() 메소드를 재정의해서 동등 객체가 될 조건을 정해야 합니다.
• HashMap과의 차이점은 Hashtable은 동기화된(Synchronized) 메소드로 구성되어 있기 때문에 멀티 스레드가 동시에 이 메소드들을 실행할 수는 없고, 하나의 스레드가 실행을 완료해야만 다른 스레드를 실행할 수 있습니다.

Properties

• Hashtable의 하위 클래스이기 때문에 Hashtable의 모든 특징을 그대로 가지고 있습니다.
• 차이점은 Hashtable은 키와 값을 다양한 타입으로 지정이 가능한데 비해 Properties는 키와 값을 String 타입으로 제한한 컬렉션입니다.

Reference

• https://steady-snail.tistory.com/74
• https://devbox.tistory.com/entry/Java-컬렉션-프레임워크
• https://deftkang.tistory.com/49
• https://lalwr.blogspot.com/2016/02/collection-framework.html
• https://palpit.tistory.com/656