9월 5일 개인공부

안효빈·2022년 9월 4일
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개인 공부

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개념정리

주요 참조 : http://www.tcpschool.com/

컬렉션 프레임워크

  • 자바에서 컬렉션 프레임워크(collection framework)란 다수의 데이터를 쉽고 효과적으로 처리할 수 있는 표준화된 방법을 제공하는 클래스의 집합을 의미합니다

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

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

자바의 인터페이스(interface)

  • 자식 클래스가 여러 부모 클래스를 상속받을 수 있다면, 다양한 동작을 수행할 수 있다는 장점을 가지게 될 것입니다.

  • 하지만 클래스를 이용하여 다중 상속을 할 경우 메소드 출처의 모호성 등 여러 가지 문제가 발생할 수 있어 자바에서는 클래스를 통한 다중 상속은 지원하지 않습니다.

  • 하지만 다중 상속의 이점을 버릴 수는 없기에 자바에서는 인터페이스라는 것을 통해 다중 상속을 지원하고 있습니다.

  • 인터페이스(interface)란 다른 클래스를 작성할 때 기본이 되는 틀을 제공하면서, 다른 클래스 사이의 중간 매개 역할까지 담당하는 일종의 추상 클래스를 의미합니다.

  • 자바에서 추상 클래스는 추상 메소드뿐만 아니라 생성자, 필드, 일반 메소드도 포함할 수 있습니다.

  • 하지만 인터페이스(interface)는 오로지 추상 메소드와 상수만을 포함할 수 있습니다.

컬렉션 프레임워크의 주요 인터페이스

  • 컬렉션 프레임워크에서는 데이터를 저장하는 자료 구조에 따라 다음과 같은 핵심이 되는 주요 인터페이스를 정의하고 있습니다.

  1. List 인터페이스

  2. Set 인터페이스

  3. Map 인터페이스

  • 이 중에서 List와 Set 인터페이스는 모두 Collection 인터페이스를 상속받지만, 구조상의 차이로 인해 Map 인터페이스는 별도로 정의됩니다.

  • 따라서 List 인터페이스와 Set 인터페이스의 공통된 부분을 Collection 인터페이스에서 정의하고 있습니다.

- List 인터페이스

  • List 인터페이스는 순서가 있는 데이터의 집합으로, 데이터의 중복을 허용함.

  • List 인터페이스를 이용하여 구현된 클래스에는 Vector, ArrayList, LinkedList, Stack, Queue 등이 있음.

ArrayList

  • ArrayList 클래스는 가장 많이 사용되는 컬렉션 클래스 중 하나입니다.
    JDK 1.2부터 제공된 ArrayList 클래스는 내부적으로 배열을 이용하여 요소를 저장합니다.

  • ArrayList 클래스는 배열을 이용하기 때문에 인덱스를 이용해 배열 요소에 빠르게 접근할 수 있습니다.

  • 하지만 배열은 크기를 변경할 수 없는 인스턴스이므로, 크기를 늘리기 위해서는 새로운 배열을 생성하고 기존의 요소들을 옮겨야 하는 복잡한 과정을 거쳐야 합니다.

  • 물론 이 과정은 자동으로 수행되지만, 요소의 추가 및 삭제 작업에 걸리는 시간이 매우 길어지는 단점을 가지게 됩니다.

===> ArrayList란 가장 많이 사용되는 인터페이스 중의 하나로, 배열을 이용하기 떄문에 인덱스를 이용하여 배열 요소에 빠르게 접근 가능하지만 배열의 크기를 변경할 수 없어 배열 크기 수정에 부적절하다.

LinkedList

  • LinkedList 클래스는 ArrayList 클래스가 배열을 이용하여 요소를 저장함으로써 발생하는 단점을 극복하기 위해 고안되었습니다.

  • JDK 1.2부터 제공된 LinkedList 클래스는 내부적으로 연결 리스트(linked list)를 이용하여 요소를 저장합니다.

  • 배열은 저장된 요소가 순차적으로 저장됩니다.
    하지만 연결 리스트는 저장된 요소가 비순차적으로 분포되며, 이러한 요소들 사이를 링크(link)로 연결하여 구성합니다.

  • 다음 요소를 가리키는 참조만을 가지는 연결 리스트를 단일 연결 리스트(singly linked list)라고 합니다.

  • 이러한 단일 연결 리스트는 요소의 저장과 삭제 작업이 다음 요소를 가리키는 참조만 변경하면 되므로, 아주 빠르게 처리될 수 있습니다.

  • 하지만 단일 연결 리스트는 현재 요소에서 이전 요소로 접근하기가 매우 어렵습니다.
    따라서 이전 요소를 가리키는 참조도 가지는 이중 연결 리스트(doubly linked list)가 좀 더 많이 사용됩니다.

===> LinkedList는 데이터와 함께 다음 요소를 가리키는 참조값을 가지는 연결 리스트 형태이다. 배열과는 다르게 저장된 요소를 순차적으로 저장하지는 않는다.

Vector

  • ArrayList와 흡사하지만 현재 잘 이용되지 않음.

Stack과 Queue

  • 스택은 후입선출 방식으로 최근 자료 추출 등에 이용됨. push()와 pop()을 이용한 데이터 관리

  • 큐는 선입선출 방식으로 선착순, 서비스의 대기열 버퍼 등에 이용되며, push(), enqueue()나 pop(), dequeue()를 이용하여 관리함

- Set 인터페이스

  • Set 인터페이스는 순서가 없는 데이터의 집합으로, 데이터의 중복을 허용하지 않음.

  • Set 인터페이스를 이용하여 구현된 클래스에는 HashSet, TreeSet 등이 있음.

HashSet

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

  • JDK 1.2부터 제공된 HashSet 클래스는 해시 알고리즘(hash algorithm)을 사용하여 검색 속도가 매우 빠릅니다.

  • 이러한 HashSet 클래스는 내부적으로 HashMap 인스턴스를 이용하여 요소를 저장합니다.

  • HashSet 클래스는 Set 인터페이스를 구현하므로, 요소를 순서에 상관없이 저장하고 중복된 값은 저장하지 않습니다.

TreeSet

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

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

  • JDK 1.2부터 제공되는 TreeSet 클래스는 NavigableSet 인터페이스를 기존의 이진 검색 트리의 성능을 향상시킨 레드-블랙 트리(Red-Black tree)로 구현합니다.

  • TreeSet 클래스는 Set 인터페이스를 구현하므로, 요소를 순서에 상관없이 저장하고 중복된 값은 저장하지 않습니다.

- Map 인터페이스

  • Map 인터페이스는 키와 값의 한 쌍으로 이루어지는 데이터의 집합으로, 순서가 없음.
    이때 키는 중복을 허용하지 않지만, 값은 중복될 수 있음.

  • Map 인터페이스를 이용하여 구현된 클래스에는 HashMap, TreeMap, Hashtable, Properties 등이 있음.

HashMap<K, V> 클래스

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

  • JDK 1.2부터 제공된 HashMap 클래스는 해시 알고리즘(hash algorithm)을 사용하여 검색 속도가 매우 빠릅니다.

  • HashMap 클래스는 Map 인터페이스를 구현하므로, 중복된 키로는 값을 저장할 수 없습니다.

하지만 같은 값을 다른 키로 저장하는 것은 가능합니다.

===> HashMap은 Map컬렉션 클래스에서 가장 대표적이고 많이 사용된다. 검색 속도가 매우 빠르다는 장점이 있다.

TreeMap<K, V> 클래스

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

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

  • JDK 1.2부터 제공된 TreeMap 클래스는 NavigableMap 인터페이스를 기존의 이진 검색 트리의 성능을 향상시킨 레드-블랙 트리(Red-Black tree)로 구현합니다.

** 주요 인터페이스 간 상속 관계

  • 여기서 <'E>나 <K,V> 등은

이 컬렉션 프레임워크를 구성하는 클래스들이

모두 제네릭 형태로 선언되어있음을 의미함

Collection 인터페이스

컬렉션 인터페이스에서 List나 Set인터페이스의 많은 부분을 정의하고 두 인터페이스가 이것을 상속받아 이용함.

객체지향이란

  • Java는 객체지향을 특징으로 하는 언어이다.

  • 객체지향 프로그래밍(Object-Oriented Programming)이란 프로그램을 설계하는 개념이자 방법론이다.

  • 줄여서 OOP라 부르며, 단어 뜻 그대로 프로그램(실제세계)를 객체(사물)라는 기본 단위로 나누고 이 객체들간의 상호작용을 기본개념으로 한다.

  • 객체지향 프로그래밍(OOP)은 프로그램을 유연하고 변경하기 쉽게 만들기 때문에 재사용성이 용이하여 대규모 프로젝트에서 많이 사용되는 방법론이다. 프로그램 개발과 유지보수가 용이하다는 점이 가장 큰 장점으로 꼽힌다.

객체지향의 특징 4가지(추상화, 캡슐화, 상속, 다형성)

1. 추상화(Abstraction)

  • 객체지향에서 추상화란 객체에서 공통된 속성과 행위를 추출하는 것을 의미한다.

  • 예를들어, 게임 프로그램을 개발하며 캐릭터가 소지하는 다양한 무기들이 있다. 칼, 삽, 곡갱이, 총, 활 등 여러가지 무기들이 존재하는데, 이들의 기능적인 내용은 다르지만 공통적인 속성과 행위를 개념으로 무기라는 클래스를 정의할 수 있다.

  • 이렇듯 추상화는 다른 객체들과 구분되는 핵심적인 부분에 집중하여, 복잡도를 관리할 수 있게 해준다.

2. 캡슐화(Encapsulation)

  • 캡슐화는 연관있는 변수와 메소드를 묶어주는 작업을 말한다.

  • 접근 제어 지시자[public, private, protected]를 통해 외부로부터의 접근을 제한하여 객체내에서만 접근이 가능하도록 해준며, 이를 정보은닉이라 한다.

  • 외부의 클래스 혹은 모듈에 의존적인 프로그램의 경우 변경이나 오류에 취약해지는데, 정보은닉을 통해 이러한 결합도를 낮추며 응집도를 높여준다.

3. 상속(Inheritance)

  • 클래스 개념이 도입되면서 상속을 통해 부모클래스의 속성과 기능을 이어받아(상속받아) 사용하는 것을 말한다.

  • 프로그램을 개발하다보면 중복되는 속성과 기능을 개발해야 하는 일이 발생되는데 상속을 사용한다면 중복되는 기능을 반복하여 작업하지 않고 작업을 할 수 있게 해준다.

  • 자식클래스는 상속을 통해 부모클래스의 속성과 기능을 물려받는다.
    또한, 다형성을 통해 변경이 필요한 부분을 변경하여 사용할 수 있다.

4. 다형성(Polymorphism)

  • 다형성이란 프로그래밍 언어의 자료형 체계의 성질을 나타내는 것으로, 동일한 변수, 함수명 등이 다양한 방법으로 기능하는 것을 말하며

  • 오버라이딩(Overriding), 오버로딩(Overloading)이란 형태로 제공된다.

오버라이딩(Overriding)과 오버로딩(Overloading)

오버로딩 : 같은 이름의 메서드 여러개를 가지면서 매개변수의 유형과 개수가 다르도록 하는 기술
출처: https://private.tistory.com/25 [오토봇팩토리:티스토리]

오버라이딩 : 상위 클래스에서 정의한 메서드를 하위 클래스가 받아 재정의하는것.

===> 메소드 오버로딩은 결국 같은 기능으로 갈 수 있지만, 오버라이딩은 다른 기능이 될 수 있음

Final과 Static에 대하여

final은 마지막, 최종적이라는 의미로 java에서 final 키워드는 상수나 메소드,클래스를 정의한 뒤 변경하지 못하게 할때 사용한다.

static은 정적이라는 의미로 클래스 멤버를 선언할 때 사용하는 키워드 이다.


[출처] https://goodncuteman.tistory.com/4

String 클래스란

java.lang.String

  • C언어에서는 문자열을 char형 배열로 표현하지만, 자바에서는 문자열을 위한 String이라는 클래스를 별도로 제공합니다.

  • String 클래스에는 문자열과 관련된 작업을 할 때 유용하게 사용할 수 있는 다양한 메소드가 포함되어 있습니다. 이러한 String 클래스는 java.lang 패키지에 포함되어 제공됩니다.

  • String 인스턴스는 한 번 생성되면 그 값을 읽기만 할 수 있고, 변경할 수는 없습니다. 이러한 객체를 자바에서는 불변 객체(immutable object)라고 합니다.
    즉, 자바에서 덧셈(+) 연산자를 이용하여 문자열 결합을 수행하면, 기존 문자열의 내용이 변경되는 것이 아니라 내용이 합쳐진 새로운 String 인스턴스가 생성되는 것입니다.

String 클래스 내부의 다양한 메서드들

  • charAt(), concat(), ... 등등

리터럴(Literal)과 상수 풀(Constant Pool)

리터럴 (Literal)

  • 프로그램에서 사용하는 변하지 않는 모든 값을 뜻 함 (숫자, 문자, 논리 값 등)

  • 모든 리터럴은 상수 풀(Constant Pool)에 저장되어 있다.

  • 상수 풀에 저장될때 정수는 int, 실수는 double로 저장된다.

  • 리터럴마다 하나의 방을 새로 만드는 느낌

출처: https://memostack.tistory.com/207 [MemoStack:티스토리]

상수 풀

  • 모든 리터럴은 상수 풀에 저장되어 있음

  • final을 이용해 선언하면 변하지 않는 상수(Constant)값이 됨.

  • 상수 풀은 구현 시에 HashMap을 이용한다.

  • new연산자로 선언할 떄는 Heap영역에 String객체를 선언하는 것이고

  • 변수선언으로 바로 "Java"(리터럴)를 넣었을 떄에는 상수풀로 그 주소를 꽂아버림

  • 따라서 주소값을 비교하는 ==을 이용했을떄 false가 반환됐음.

this와 super의 활용

this란?

  • 현재 클래스의 인스턴스를 의미합니다.
    즉, 현재 클래스의 멤버변수를 지정할때 사용합니다

this()란?

  • 현재 클래스에 정의된 생성자를 부를때 사용됩니다.

super란?

  • 자식 클래스에서 상속받은 부모 클래스의 멤버변수를 참조할때 사용합니다.

super()란?

  • 자식 클래스가 자신을 생성할 때 부모 클래스의 생성자를 불러 초기화 할때 사용됩니다.
    (기본적으로 자식 클래스의 생성자에 추가됩니다.)

Object클래스란?

  • 모든 클래스의 최상위 클래스

  • java.lang.Object 클래스

  • 모든 클래스는 Object 클래스에서 상속 받음

  • 모든 클래스는 Object의 메서드를 사용할 수 있음(총 11개)

  • 모든 클래스는 Object 클래스의 메서드 중 일부는 재정의 할수있음(근데 final로 선언된 메서드는 안됨)

  • JDK의 컴파일러가 자바 바이트 코드에 extends Object를 자동으로 추가함

Class의 구성요소

  1. 메소드 : 특정 기능을 수행하기 위한 명령문의 집합체.

  2. 생성자 : 객체를 생성할떄 객체의 필드를 초기화 할수있게 하는 역할을 함.

  3. 필드 : 클래스에 포함된 클래스 변수 / 인스턴스 변수 / 로컬 변수를 의미함.


* * 생성자에 대한 것들


1. 생성자 오버로딩

  • 하나의 생성자 명으로 매개변수가 다른 생성자를 여러개 만들어내는것.

2. 디폴트 생성자란?

  • 디폴트 생성자란 클래스 내에 생성자가 없을때에, 컴파일러가 자동으로 제공하여 나오는 생성자. 매개변수를 따로 가지지 않음.

제네릭(Generic)이란?


* 제네릭의 사전적 정의

자바에서 제네릭(generic)이란 데이터의 타입(data type)을 일반화한다(generalize)는 것을 의미합니다

* 제네릭을 사용하는 이유

get, set메서드

get,set메서드의 사용 목적

  • 객체 외부로부터 객체의 데이터에 직접적으로 접근하는것을 막기 위해서 메소드를 이용해 데이터에 접근하는 방식을 선호한다.

StringBuilder 예제

package string;

public class StringBuilderTestRV {

	public static void main(String[] args) {
		
		String javaStr = new String("Java"); //객체 생성 후 초기화
		System.out.println(javaStr);//toString()에 의해 반환
		System.out.println("javaStr 문자열 주소 :" + System.identityHashCode(javaStr));//toString 뚫고 해시값 보는법.
		//1365202186 ==> 주소값
		
//		********** : StringBuilder 클래스
		
		StringBuilder buffer = new StringBuilder(javaStr); //StringBuilder 생성자에 의해 새로 만들어진 객체 = 주소값 다름
		
		System.out.println("연산 전 buffer 문자열 주소 :" + System.identityHashCode(buffer));
		//1651191114 ==> 주소값

//		.append() ==> 추가하기위해 쓰는 메서드
		buffer.append(" and"); //문자열 변경중
		buffer.append(" android"); //문자열 변경중
		buffer.append(" programming is fun!!!"); //문자열 변경중

		System.out.println(buffer); //변경된 문자열 탄생 //주소값은 문자열 변경 전후로 변화없음 //객체는 계속 스트링빌더의 객체.
		
//		buffer의 문자열 주소 값은 변화가 없음
		System.out.println("연산 후 buffer 문자열 주소 :" + System.identityHashCode(buffer));
		//1651191114 ==> 주소값
		
		javaStr = buffer.toString(); //스트링버퍼로 바꾼 값이 buffer에 있고 투스트링(문자열반환)으로 자바에 다시 넘겨서 덧씌움
		System.out.println(javaStr);
		System.out.println("새로 생긴 javaStr 문자열 주소 :" + System.identityHashCode(javaStr));
		//1586600255 ==> 주소값
		
	}

}

toString()이란?

  • 모든 클래스의 최상위 클래스인 Object클래스에 정의된 메서드

  • 해당 객체가 가진 정보나 값들을 문자열로 만들어 반환시키는 역할

  • 보통은 클래스 내에서 오버라이딩해서 사용함.

  • 근데 보통 String (변수명)을 선언하고 변수명을 입력해 출력해도 자동으로 toString()이 호출됨.

===> 주소값이든 뭐든 문자화해서 반환함.

추상클래스(그냥 개인적으로 공부)

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