컬렉션(Collection) 및 List 컬렉션

kmb·2022년 5월 19일

Collection List 컬렉션

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컬렉션(Collection)

목록성 데이터를 처리하는 자료구조를 의미.
java.util 패키지에 컬렉션과 관련된 인터페이스와 클래스가 포함되어 있다.

컬렉션 인터페이스는 아래와 같이 선언된다.

컬렉션 인터페이스의 선언

public interface Collection<E> extends Iterable<E>

컬렉션(Collection) 인터페이스는 Iterable 인터페이스를 확장(extends) 한다.
--> 즉 컬렉션 인터페이스는 Iterable 인터페이스를 사용해서 데이터를 순차적으로 가져올 수 있다.

컬렉션(Collection) 인터페이스를 확장한 인터페이스들은 크게 3가지로 분류된다.
1. List 인터페이스 : 순서가 있는 목록형
2. Set 인터페이스 : 순서가 중요하지않은 셋형
3. Queue 인터페이스 : 먼저 들어온것이 먼저나가는 큐형(FIFO)

이때 Map은 별도의 인터페이스로 선언된다.

List 컬렉션

객체를 일렬로 늘어놓은 구조이다.

List 컬렉션 특징

객체를 인덱스(index)로 관리해서 객체를 저장하면 자동으로 인덱스가 부여되며 인덱스로 객체를 검색, 삭제할 수 있다. 즉 저장순서가 유지된다.
객체 자체를 저장하는게 아니라 객체의 주소번지를 참조한다.
동일한 객체를 중복 저장 가능하다. 이때에는 동일한 주소번지가 참조된다.
null 값이 저장 가능하다. 이때 해당 인덱스는 객체의 주소번지를 참조하지 않는다.

List 인터페이스를 구현한 클래스 종류

ArrayList

List<E> list = new ArrayList<E>();

확장 가능한 배열이다. 데이터를 추가하면 인덱스(index)로 관리된다.
가장 상위부모는 Object 클래스이고 -> 그 다음 Abstract Collection -> 그 다음 AbstractList 순서로 확장된다.
Thread safe 하지않다. (synchroinzed 하지 않기 때문에 Vector보다 빠르다)
ArrayList에 객체를 추가하면 인덱스0 부터 차례대로 저장되며, 특정 인덱스가 제거된다면 바로 뒤 인덱스부터 마지막 인덱스까지 앞으로 1씩 당겨진다.

LinkedList

List<E> list = new LinkedList<E>();

List 인터페이스 및 Queue 인터페이스에 속한다.
ArrayList는 내부배열에 객체를 저장해서 인덱스로 관리하지만
LinkedList는 인접 참조를 링크해서 체인처럼 관리한다.
LinkedList에서 특정 인덱스의 객체를 제거하거나 추가할 때 앞뒤 링크만 변경되고 나머지 링크는 변경되지 않는다.
LinkedList와 ArrayList의 장단점

구분	순차적인 추가/삭제	중간에 추가/삭제	검색
LinkedList	느리다	빠르다	느리다
ArrayList	빠르다	느리다	빠르다

Vector

List<E> list = new Vector<E>();

확장 가능한 배열이다. ArrayList와 동일한 내부구조를 갖는다.
ArrayList와는 다르게 Thread safe하다. (synchroinzed 제어자를 사용하여 해당 메서드나 클래스 단위에서 lock을 걸어서 multi thread 환경에서 안전성을 보장한다. 단 전체 요소를 빠르게 처리하지 못하므로 느리다.)
--> 즉 단일스레드 환경에서는 ArrayList를 사용하는것이 좋다.

Stack : Vector 클래스를 확장해서 만든것. (LIFO 구조)

ArrayList 와 Array 의 차이점

ArrayList : 데이터 추가 가능 (동적), 단 읽을때 느리다. object element만 담을 수 있으며 동적인 길이를 갖는다.

Array(배열) : 데이터 추가 불가능 (정적), 단 읽을때 빨라서 좋다. private type, object element를 담을 수 있는 길이가 고정되어 있으며, 사용중에 길이 변경 불가능하다.

ArrayList에서 데이터를 추가하는(담는) 메소드 종류

리턴타입	메소드 이름 및 매개변수	정의
boolean	add (E e)	매개 변수로 넘어온 데이터를 배열의 가장 끝에 담는다.
void	add (int index, E e)	매개 변수로 넘어온 데이터를 지정된 index 위치에 담는다.
boolean	addAll (Collection<? extends E> c)	매개 변수로 넘어온 컬렉션 데이터를 가장 끝에 담는다.
boolean	addAll (int index, Collection<? extends E> c)	매개 변수로 넘어온 컬렉션 데이터를 index에 지정된 위치부터 담는다.

public void ArrayTest1() {
        ArrayList<String> list = new ArrayList<String>();
        list.add("A");
        list.add("B");
        list.add("C");
        list.add(1, "A2");

        for(String x : list) {
            System.out.println(x); // A, A2, B, C
        }
    }

index1 위치에 "A2"가 추가되었으므로 해당 위치에 있던 B부터 끝까지 index 위치가 1칸씩 뒤로 밀린다.

ArrayList에서 데이터를 가져오는(검색하는) 메소드 종류

리턴타입	메소드 이름 및 매개변수	정의
int	size( )	ArrayList 객체에 들어가 있는 데이터의 개수를 리턴.
E	get (int index)	매개 변수에 지정한 위치에 있는 데이터를 관리.
int	indexOf (Object o)	매개 변수로 넘어온 자동 객체와 동일한 데이터의 위치를 리턴.
int	lastIndexOf (Object o)	매개 변수로 넘어온 객체와 동일한 마지막 데이터의 위치를 리턴.
Object[ ]	toArray( )	ArrayList 객체에 있는 값들을 Object[ ] 타입의 배열로 만든다.
`<T>` T[ ]	toArray (T[ ] a)	ArrayList 객체에 있는 값들을 매개 변수로 넘어온 T타입의 배열로 만든다.

배열(Array)과 문자열(String)의 길이를 가져올때는 .length( ) 메서드 사용.
ArrayList 클래스는 들어있는 데이터의 개수를 확인하므로 .size( ) 메서드 사용.

    public void ArrayTest2() {
        ArrayList<String> list = new ArrayList<String>();
        list.add("A");
        list.add("B");
        list.add("C");

        System.out.println(list.get(0));  // A
        System.out.println(list.size());  // 3
        System.out.println(list.indexOf("C"));  // 2
        System.out.println(list.lastIndexOf("C")); // 2

        String[] strs = new String[0];
        String[] listToArray = list.toArray(strs);
        for(String x : listToArray) {
            System.out.println(x);  // A, B, C
        }

        String [] listToArray2 = list.toArray(new String[5]);
        for(String x : listToArray2) {
            System.out.println(x);  // A, B, C, null, null
        }
    }

String[ ] 배열의 length < ArrayList의 size 일때 --> ArrayList의 size만큼 배열이 만들어진다.

String[ ] 배열의 length > ArrayList의 size 일때 --> 인자로 넘어가는 배열 객체의 length만큼 배열이 만들어진다.
(위 예시에는 ArrayList에 index 0~2까지 데이터가 담기고 index 3~4는 데이터가 없으므로 null로 출력된다.)

ArrayList에서 데이터를 삭제하는 메소드 종류

리턴타입	메소드 이름 및 매개변수	정의
void	clear( )	모든 데이터 삭제
E	remove (int index)	매개 변수에서 지정한 위치에 있는 데이터를 삭제하고, 삭제한 데이터를 리턴.
boolean	remove (Object o)	매개 변수에서 넘어온 객체와 동일한 첫번째 데이터를 삭제.
boolean	removeAll (Collection<?> c)	매개 변수로 넘어온 컬렉션 객체에 있는 데이터와 동일한 모든 데이터를 삭제.

    public void ArrayTest3() {
        ArrayList<String> list = new ArrayList<String>();
        list.add("A");
        list.add("B");
        list.add("C");
        list.add("A");

		list.clear();

        for(int i=0; i<list.size(); i++) {
            System.out.println("list.get("+i+")="+list.get(i));
            // 아무것도 출력되지않음
        }
    }

    public void ArrayTest3() {
        ArrayList<String> list = new ArrayList<String>();
        list.add("A");
        list.add("B");
        list.add("C");
        list.add("A");

        System.out.println(list.remove(0));  
        // A (삭제한 데이터 리턴)

        for(int i=0; i<list.size(); i++) {
            System.out.println("list.get("+i+")="+list.get(i));
            // list.get(0)=B  list.get(1)=C  list.get(2)=A
        }
    }

    public void ArrayTest3() {
        ArrayList<String> list = new ArrayList<String>();
        list.add("A");
        list.add("B");
        list.add("C");
        list.add("A");

        System.out.println(list.remove("A"));
        // true

        for(int i=0; i<list.size(); i++) {
            System.out.println("list.get("+i+")="+list.get(i));
            // list.get(0)=B  list.get(1)=C  list.get(2)=A
        }
    }

    public void ArrayTest3() {
        ArrayList<String> list = new ArrayList<String>();
        list.add("A");
        list.add("B");
        list.add("C");
        list.add("A");

        ArrayList<String> temp = new ArrayList<>();
        temp.add("A");
        list.removeAll(temp);

        for(int i=0; i<list.size(); i++) {
            System.out.println("list.get("+i+")="+list.get(i));
            // list.get(0)=B  list.get(1)=C
        }
    }