자바(Java) - 컬렉션 프레임워크

컬렉션 프레임워크(Collection Framework)

• 여러 데이터를 편리하게 관리할 수 있게 만들어 놓은 것

• 즉, 데이터를 저장하는 자료 구조와 데이터를 처리하는 알고리즘을 구조화하여 클래스로 구현해 놓은 것

리스트(List)

• 순서가 있는 데이터의 집합으로, 데이터의 중복을 허용
  • 대표적인 구현 클래스: Vector, ArrayList, LinkedList

Vector v = new Vector();
ArrayList list1 = new ArrayList();
LinkedList list2 = new LinkedList();

1. Array List

• ArrayList 클래스는 가장 많이 사용되는 컬렉션 클래스 중 하나

ArrayList list1 = new ArrayList();

// add() 메소드를 이용한 요소의 저장
list1.add(1);
list1.add(3);
list1.add(2);
list1.add(8);
list1.add(5);

// for 문과 get() 메소드를 이용한 요소의 출력
for (int i = 0; i < list1.size(); i++) {
    System.out.print(list1.get(i) + " ");
}

// remove() 메소드를 이용한 요소의 제거
list1.remove(1);					//1번 인덱스의 값을 제거
list1.remove(Integer.valueOf(1));	//값이 1인 요소 제거

// Enhanced for 문과 get() 메소드를 이용한 요소의 출력
for (Object e : list1) {		
    System.out.print(e + " ");
}

// Collections.sort() 메소드를 이용한 요소의 정렬
Collections.sort(list1);

// size() 메소드를 이용한 요소의 총 개수
System.out.println("리스트의 크기 : " + list1.size());

2. Linked List

• 위 그림과 같이 ArrayList는 값을 찾을 때 순차적으로 찾는 구조이다.

• 하지만 데이터 전체를 순환해야하는 단점이 있기 때문에 이러한 단점을 보완하기 위해서 나온 LinkedList는 역순으로도 자료 검색이 가능하다.

LinkedList list2 = new LinkedList();

// add() 메소드를 이용한 요소의 저장
list2.add(4);
list2.add(1);
list2.addFirst(2);	//첫번째 인덱스에 값을 저장
list2.addLast(3);	//마지막 인덱스에 값을 저장

// for 문과 get() 메소드를 이용한 요소의 출력
for (int i = 0; i < list2.size(); i++) {
    System.out.print(list2.get(i) + " ");
}

// remove() 메소드를 이용한 요소의 제거
list2.remove(1);

// Enhanced for 문과 get() 메소드를 이용한 요소의 출력
for (Object e : list2) {
    System.out.print(e + " ");
}

// size() 메소드를 이용한 요소의 총 개수
System.out.println("리스트의 크기 : " + list2.size());

셋(Set)

• 순서가 없는 데이터의 집합으로, 데이터의 중복을 허용하지 않음
  • 대표적인 구현 클래스: HashSet, TreeSet

HashSet set1 = new HashSet();
TreeSet set2 = new TreeSet();

1.HashSet

• HashSet 클래스는 Set 컬렉션 클래스에서 가장 많이 사용되는 클래스 중 하나이다.

HashSet set1 = new HashSet();

// add() 메소드를 이용한 요소의 저장
set1.add(1);
set1.add(2);
set1.add(3);
set1.add(3);	//중복된 값은 저장되지 않는다.

// Enhanced for 문과 get() 메소드를 이용한 요소의 출력
for (Object e : set1) {
    System.out.print(e + " ");
}

// remove() 메소드를 이용한 요소의 제거
set1.remove(2);	//index값이 아닌 요소의 값으로 지운다.(set은 순서가 없는 데이터 집합)
    
// size() 메소드를 이용한 요소의 총 개수
System.out.println("집합의 크기 : " + set1.size());

2. TreeSet

• TreeSet 클래스는 데이터가 정렬된 상태로 저장되는 이진 검색 트리(binary search tree)의 형태로 요소를 저장

• 이진 검색 트리는 데이터를 추가하거나 제거하는 등의 기본 동작 시간이 매우 빠르다.

TreeSet set2 = new TreeSet();

// add() 메소드를 이용한 요소의 저장
set2.add(2);
set2.add(10);
set2.add(20);
set2.add(30);

// Enhanced for 문과 get() 메소드를 이용한 요소의 출력
for (Object e : set2) {
    System.out.print(e + " ");
}

// remove() 메소드를 이용한 요소의 제거
set2.remove(2);

// size() 메소드를 이용한 요소의 총 개수
System.out.println("이진 검색 트리의 크기 : " + set2.size());

 
// TreeSet을 이용한 출력
System.out.println(set2.first());		//가장 작은 값 출력(알파벳 : 대문자A ~ 소문자z 순서)
System.out.println(set2.last());		//가장 높은 값 출력
System.out.println(set2.lower(20));		//20보다 낮은 값 출력
System.out.println(set2.higher(20));	//20보다 높은 값 출력

맵(Map)

• 키와 값의 한 쌍으로 이루어지는 데이터의 집합으로 순서가 없다.

• 이때 키는 중복을 허용하지 않지만, 값은 중복될 수 있습니다.

  • 대표적인 구현 클래스는 HashMap, TreeMap이 있습니다.

HashMap map1 = new HashMap();
TreeMap map2 = new TreeMap();

1. HashMap

• HashMap 클래스는 Map 컬렉션 클래스에서 가장 많이 사용되는 클래스 중 하나이다.

HashMap map1 = new HashMap();

// put() 메소드를 이용한 요소의 저장
map1.put(1, "apple");
map1.put(2, "banana");
map1.put(3, "mango");
map1.put(4, "kiwi");

// Enhanced for 문과 get() 메소드를 이용한 요소의 출력
System.out.println("맵에 저장된 키들의 집합 : " + map1.keySet());
for (Object key : map1.keySet()) {
    System.out.println(String.format("키 : %s, 값 : %s", key, map1.get(key)));
}

// remove() 메소드를 이용한 요소의 제거
map1.remove(2);

// size() 메소드를 이용한 요소의 총 개수
System.out.println("맵의 크기 : " + map1.size());

2. TreeMap

• TreeMap 클래스는 키와 값을 한 쌍으로 하는 데이터를 이진 검색 트리(binary search tree)의 형태로 저장

• 이진 검색 트리는 데이터를 추가하거나 제거하는 등의 기본 동작 시간이 매우 빠르다.

TreeMap map2 = new TreeMap();

// put() 메소드를 이용한 요소의 저장
map2.put(10, "apple");
map2.put(5, "banana");
map2.put(15, "mango");
map2.put(20, "kiwi");

// Enhanced for 문과 get() 메소드를 이용한 요소의 출력
System.out.println("맵에 저장된 키들의 집합 : " + map2.keySet());
for (Object key : map2.keySet()) {
    System.out.println(String.format("키 : %s, 값 : %s", key, map2.get(key)));
}

// remove() 메소드를 이용한 요소의 제거
map2.remove(20);

// size() 메소드를 이용한 요소의 총 개수
System.out.println("맵의 크기 : " + map2.size());

// TreeMap을 이용한 출력
System.out.println(map2.firstKey());
System.out.println(map2.firstEntry());
System.out.println(map2.lastKey());
System.out.println(map2.lastEntry());
System.out.println(map2.lowerEntry(10));
System.out.println(map2.higherEntry(10));