[JAVA] Collection (1)

회사를 들어오면서 data를 쪼개고 붙이고 보내고 받고 하는일을 가장 많이 하는데, 그 때 제일 중요한 개념이다. 자바에서만 쓰이는것은 아니고, 여러 언어에서 비슷한 개념이 많기 때문에 자바 콜렉션에 대해 정리 하기로 했다.

 

Java에서 컬렉션(Collection)이란 데이터의 집합, 그룹을 의미하며

JCF(Java Collection FrameWork)란, 데이터군을 저장하는 클래스들을 표준화한 설계를 뜻한다.

컬렉션 프레임웍은 컬렉션, 다수의 데이터를 다루는 데 필요한 다양하고 풍부한 클래스들을 제공한다.

 

1. 인터페이스

컬렉션 프레임웍에서는 컬렉션데이터 그룹을 크게 3가지 타입이 존재한다고 인식하고

각 컬렉션을 다루는데 필요한 기능을 가진 3개의 인터페이스를 정의하였다. 그리고 인터페이스 List와 Set의 공통된 부분을 다시 뽑아서 새로운 인터페이스인 Collection을 추가로 정의하였다.

 

인터페이스	특 징
List	순서가 있는 데이터의 집합, 데이터의 중복을 허용한다.
	구현클래스 : ArrayList, LinkedList, Stack, Vector 등
Set	순서를 유지하지 않는 데이터의 집합, 데이터의 중복을 허용하지 않는다.
	구현클래스 : HashSet, TreeSet 등
Map	키(key)와 값(value)의 쌍(pair)으로 이루어진 데이터의 집합. 순서는 유지되지 않으며, 키는 중복을 허용하지 않고, 값을 중복을 허용한다.
	구현클래스 : HashMap, TreeMap, Hashtable, Properties 등

현재 프론트개발을 주로 하고있는데, Map형식의 데이터는 정말 많이 본다. JS로 개발을 하는데도, 한 언어를 알아두면 다른 언어를 배우기 쉽다고 느낄때는 같은 개념을 공유하고 있을 때 이다.

 

Collection 인터페이스는 컬렉션 클래스에 저장된 데이터를 읽고, 추가하고 삭제하는 등 컬렉션을 다루는데 가장 기본적인 메서드들을 정의하고 있다.

 

1) List 인터페이스

-  중복을 허용하면서 저장순서가 유지되는 컬렉션을 구현하는데 사용된다.

 

2) Set 인터페이스

- Set인터페이스는 중복을 허용하지 않고 저장순서가 유지되지 않는 컬렉션 클래스를 구현하는데 사용된다.

Set인터페이스를 구현한 클래스로는 HashSet, TreeSet 등이 있다.

 

3) Map 인터페이스

- Map인터페이스는 키(key)와 값(value)을 하나의 쌍으로 묶어서 저장하는 컬렉션 클래스를 구현하는 데 사용된다. 키는 중복될 수 없지만 값은 중복을 허용한다. 기존에 저장된 데이터와 중복된 키와 값을 저장하면 기존의 값은 없어지고 마지막에 저장된 값이 남게 된다. Map인터페이스를 구현한 클래스로는 Hashtable, HashMap, LinkedHashMap, SortedMap, TreeMap등이 있다.

 

4) Map.Entry 인터페이스

- Map.Entry인터페이스는 Map인터페이스의 내부 인터페이스이다. 내부 클래스와 같이 인터페이스도 인터페이스 안에 인터페이스를 정의하는 내부 인터페이스(Inner interface)를 정의하는 것이 가능하다.

 Map에 저장되는 key-value쌍을 다루기 위해 내부적으로 Entry인터페이스를 정의해 놓았다. 이것은 보다 객체지향적으로 설계하도록 유도하기 위한 것으로 Map인터페이스를 구현하는 클래스에서는 Map.Entry인터페이스도 함께 구현해야한다. 

 

1.2 ArrayList

컬렉션 프레임웍에서 가장 많이 사용되는 컬렉션 클래스일 것이다. 이 ArrayList는 List인터페이스를 구현하기 때문에 데이터의 저장순서가 유지되고 중복을 허용한다는 특징을 갖는다.

ArrayList는 Object배열을 이용해서 데이터를 순차적으로 저장한다.

 

1.3 LinkedList

배열은 가장 기본적인 형태의 자료구조로 구조가 간단하며 사용하기 쉽고 데이터를 읽어 오는데 걸리는 시간이 가장 빠르다는 장점이 있다. 단점은

1. 크기를 변경할 수 없다. 

  - 크기를 변경할 수 없으므로 새로운 배열을 생성해서 데이터를 복사해야한다.

  - 실행속도를 향상시키기 위해서는 충분히 큰 크기의 배열을 생성해야 하므로 메모리가 낭비된다.

2. 비순차적인 데이터의 추가 또는 삭제에 시간이 많이 걸린다.

  - 차례대로 데이터를 추가하고 마지막에서부터 데이터를 삭제하는 것은 빠르지만,

  - 배열의 중간에 데이터를 추가하려면, 빈자리를 만들기 위해 다른 데이터들을 복사 해서 이동해야 한다.

 

이러한 배열의 단점을 보완하기 위해서 링크드 리스트라는 자료구조가 고안되었다. 배열은 모든 데이터가 연속적으로 존재하지만 링크드 리스트는 불연속적으로 존재하는 데이터를 서로 연결(link)한 형태로 구성되어 있다.

 

링크드 리스트에서의 데이터 삭제는 간단하다. 삭제하고자 하는 요소의 이전요소가 삭제하고자 하는 요소의 다음요소를 참조하도록 변경하기만 하면 된다. 단 하느이 참조만 변경하면 삭제가 이루어지는 것이다. 배열처럼 데이터를 이동하기 위해 복사하는 과정이 없기 때문에 처리속도가 매우 빠르다.

 

새로운 데이터를 추가할 때는 새로운 요소를 생성한 다음 추가하고자 하는 위치의 이전 요소의 참조를 새로운 요소에 대한 참조로 변경해주고, 새로운 요소가 그 다음 요소를 참조하도록 변경하기만 하면 되므로 처리속도가 매우 빠르다.

 

링크드 리스트는 이동방향이 단방향이기 떄문에 다음 요소에 대한 접근은 쉽지만 이전요소에 대한 접근은 어렵다. 이 점을 보완한 것이 더블 링크드 리스트(이중 연결리스트, doubly linked list)이다.

더블 링크드 리스트는 단순히 링크드 리스트에 참조변수를 하나 더 추가하여 다음 요소에 대한 참조뿐 아니라 이전 요소에 대한 참조가 가능하도록 했을 뿐, 그 외에는 링크드 리스트와 같다.

더블 링크드 리스트는 링크드 리스트보다 각 요소에 대한 접근과 이동이 쉽기 때문에 링크드 리스트보다 더 많이 사용된다.

 

 출처-자바의정석