🌈 [Section1] 16. 컬렉션(Collection)

📕 오늘 배운 내용!

• 컬렉션 프레임워크
• List
• Set
• Map

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✏️ 컬렉션 프레임워크

• 여러 데이터들을 그룹으로 묶어놓은 컬렉션을 다루는 데에 있어 편리한 메서드들을 미리 정의해놓은 것

• 특정 자료 구조에 데이터를 추가하고, 삭제하고, 수정하고, 검색하는 등의 동작을 수행하는 편리한 메서드들을 제공

• 주요 인터페이스로 List, Set, Map 제공
  ( List와 Set은 공통점이 많아 그 공통점이 추출되어 Collection 인터페이스로 묶임 )
  ( 그 뒤의 것들은 각 인터페이스들을 구현한 클래스들 )

❗ 컬렉션에는 기본타입은 넣을 수 없음, 객체만 저장 가능, 숫자가 들어가는 것은 기본타입이 아닌 래퍼클래스가 들어가는 것

💡 기본형 과 래퍼클래스

• 기본형 : 변수 타입의 데이터 ( 기본형 자료형 )
  -> data의 type에 따라 값이 저장될 공간의 크기와 형식을 정의한 것
• 래퍼클래스 (Wrapper class) : 기본형을 객체로 다루기 위해 사용 ( 참조형 자료형 )
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  ✔ Boxing = 자료형 변수 타입 데이터 ➜ 래퍼 클래스
  ➜ int -> Integer 의 경우, Integer a = new Integer(int값)
  ✔ Unboxing = 래퍼 클래스 ➜ 자료형 변수 타입 데이터
  ➜ Integer -> int 의 경우, int b = a.intValue();
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  Ex. 어떤 메서드가 매개변수를 객체 형태로만 받는다고 할 때 기본타입을 래퍼클래스로 객체화(Boxing)하여 넣을 수 있음

✔ List

• 데이터의 순서 유지 O, 중복 저장 O
• 구현 클래스 : ArrayList, Vector, Stack, LinkedList 등

✔ Set

• 데이터의 순서 유지 X, 중복 저장 X
• 구현 클래스 : HashSet, TreeSet 등

✔ Map

• 키(key)와 값(value)의 쌍으로 데이터를 저장
• 데이터의 순서가 유지 X, 키 - 중복 저장 X / 값 - 중복 저장 O
  (키는 값을 식별하기 위해 사용하기 때문에 고유한 값이라 불가능)
• 구현 클래스 : HashMap, HashTable, TreeMap, Properties 등

✔️ Collection 인터페이스의 메서드

( List와 Set 인터페이스는 컬렉션 인터페이스를 구현하기 때문에 아래의 메서드 공통적으로 사용 가능 )
( Map은 사용 불가, 따로 가지고 있는 메서드만 사용)

• add(Object o), addAll(Collection c)
• contains(Object o), containsAll(Collection c)
• equals(Object o)⠀
• isEmpty()⠀
• iterator()
• size()
• clear()⠀
• remove(Object o), removeAll(Collection c)
• retainAll(Collection c)
• toArray()
• toArray(Object[] a)

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✏️ List 인터페이스

• 배열과 같이 객체를 일렬로 늘어놓은 구조

• 객체를 인덱스로 관리하기 때문에 객체를 저장하면 자동으로 인덱스가 부여됨

• 컬렉션 인터페이스의 메서드 사용 가능 ( 컬렉션 인터페이스 구현 클래스이기 때문 )

✏️ List 인터페이스 구현 클래스

✔ ArrayList

• list의 특성 모두 상속 받아 객체를 인덱스로 관리

• 데이터를 순차적으로 추가하고 삭제할 때 비교적 효율적
  ( 객체들이 연속적으로 저장되어 있기 때문에 )
  but, 중간에 위치한 객체를 추가/삭제 할 경우 속도 저하
  ( 하나씩 객체가 앞/뒤로 밀리기 때문에 )
  -> LinkedList 사용이 더 효율적

• 저장 용량을 초과하여 객체가 추가되면 자동으로 저장용량이 늘어남 (기존 용량의 1.5배 만큼)

• 초기 용량이 기본적으로 10으로 지정

List<타입 매개변수> 객체명 = new ArrayList<타입 매개변수>(초기 저장 용량);

[참고]https://docs.oracle.com/javase/8/docs/api/java/util/ArrayList.html

💡 배열(Array)과 Arraylist
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1. 공통점

• 둘 다 중복되는 요소 저장 가능
• 인덱스로 관리됨
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2. 차이점
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   ✔ 배열
   👉 초기화시 크기가 고정, 크기 변경 불가 -> 정해진 길이의 배열을 다 채우면 새 배열을 만들어 새 데이터를 추가해야함
   👉 참조타입, 기본타입 모두 저장 가능
   👉 for loop / for each loop 으로 순회 가능
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   ✔ Arraylist
   👉 초기화시 사이즈를 표시하지 않아도 되어 크기가 가변적 -> 기본 저장용량 10의 배열을 다 채우면 자동으로 사이즈가 늘어남
   👉 참조타입의 객체 주소만 저장
   👉 iterator 로 순회 가능

✔ LinkedList

• list의 특성 모두 상속받음

• 모든 데이터가 불연속적으로 존재하고 이 데이터들이 서로 연결(link)되어 있음
  (배열, arraylist에는 모든 데이터가 연속적으로 존재)

• 데이터를 효율적으로 추가, 삭제, 변경하기 위해 사용
  ( 각 요소(node)들이 서로가 서로의 주소값이 되어 연결 )
  -> 데이터를 삭제하려면 서로의 주소값 연결을 끊고 그것을 다른 요소에 붙여주면 혼자 남는 애가 삭제 됨
  ( 배열처럼 데이터 복사 후 이동하지 않아서 처리 속도가 빠름)
  ( 데이터 추가도 새 요소 이전 요소와 다음 요소를 새 요소와 각각 연결해주면 됨 )

• but, 데이터를 검색할 때는 맨 앞부터 검사해야하기 때문에 시간이 오래 걸림, 순차적으로 추가, 삭제 하는 것도 arraylist에 비해 느림

✏️ Iterator

• 컬렉션에 저장된 요소들을 순차적으로 읽어오는 반복자

• Iterator의 컬렉션 순회기능 -> Iterator 인터페이스에 정의

• Collection 인터페이스에 정의된 iterator() 호출하면 Iterator 타입의 인스턴스가 반환
  => Collection 인터페이스를 구현한 클래스들은 iterator() 메서드 사용 가능

  Iterator<타입 파라미터> 변수명 = 앞에 선언된 list/set의 이름.iterator();

❗ 위에서 첫번째 Iterator는 Iterator 인터페이스 / 뒤의 .iterator()는 진짜 iterator 객체

✔ Iterator 인터페이스에 정의된 메서드

• hasNext() - 읽어올 객체가 남아 있으면 true를 리턴, 없으면 false 리턴

• next() - 컬렉션에서 하나의 객체를 읽어옴
  ( 이 때, hasNext()로 읽어올 다음 요소가 있는지 먼저 확인 후 next() 호출 )

• remove() - next()를 통해 읽어온 객체 삭제
  ( 이 때, next()를 호출한 다음에 remove() 호출 )

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✏️ Set 인터페이스

• 중복 허용 X, 저장 순서 유지X (List와 반대)

✏️ Set 인터페이스 구현 클래스

✔ HashSet

• Set의 특성 그대로 물려받음

• 해hashCode() & equals() 사용하여 데이터의 중복을 검사

• hashCode() & equals() 사용하여 중복객체를 어떻게 정의할 것인지 구현할 수 있음
  ( 모든 해시코드를 가져와 비교하면서 다르면 다른 객체로 간주하여 저장하고, 같으면 equals로 비교해 true 면 중복 객체로 간주하여 저장 안함 )
  Ex. 로또 번호 뽑을 때 중복되면 다시 돌아서 수 뽑힘

✔ TreeSet

• Set의 특성을 그대로 물려받음 ( but, 값들 자동 오름차순 정렬 해줌 )

• 이진 탐색 트리를 사용하여 객체를 저장

💡 이진 탐색 트리란?

• 한 노드에 2개의 노드가 쭉 연결되어있는 구조
• 한 부모노드의 모든 왼쪽 자식은 부모 노드보다 값이 작아야하고 오른쪽 자식은 부모노드보다 값이커야 함
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  Ex. 8 5 9 1 6 을 treeset으로 저장하면
  맨 위 부모 노드 8, 그의 왼쪽 자식 5, 그의 오른쪽 자식 9, 왼쪽 자식 5의 자식 중 왼쪽 자식에 1, 오른쪽 자식에 6 저장

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✏️ Map<k, v> 인터페이스

• 키(key)와 값(value)의 쌍으로 구성된 객체를 저장하는 구조 (그 객체의 이름이 Entry)

• Entry 객체에 키와 값을 각각 Key 객체와 Value 객체로 저장

👉 map 인터페이스 안에 키 객체와 값 객체 이루어진 엔트리 객체들이 있다

• key는 중복 저장 허용 X -> 고유한 것이여야 하기 때문에 중복 허용되지 않음
  (기존 키에 값을 새로 저장하면 기존 키 값이 새로운 값으로 변함)

• value는 중복 저장 허용 O -> key로 식별 가능하기에 중복 허용됨

✏️ Map 인터페이스 구현 클래스

✔ HashMap

HashMap<key타입, value타입> 변수명 = new HashMap<>();

• 해싱(Hashing)을 사용하여 데이터를 저장

  💡 해싱이란?

  • 키(Key) 값을 해시 함수(Hash Function)라는 수식에 대입시켜 계산한 후, 나온 결과를 주소로 사용하여 바로 값(Value)에 접근하게 할 수 하는 방법
  • 해시 함수를 통해 저장되는 위치가 결정되므로 사용자는 위치, 순서 모두 알 수 없음

• 많은 양의 데이터를 검색하기 좋음

❗ Map은 키와 값을 쌍으로 저장하기 때문에 iterator() 직접 호출 불가
=> keySet() 이나 entrySet() 메서드를 이용해 Set 형태로 반환된 컬렉션에 iterator()를 호출하여 반복자를 만든 후, 반복자를 통해 순회 가능

✔️ keySet() - 모든 키들을 set으로 변환하여 저장 ⬇️

Set<key타입> 변수명 = hashMap변수명.keySet();

✔️ entrySet() - 모든 객체 자체를 set으로 변환하여 저장 ⬇️
(Entry 객체 - Map 인터페이스 내부의 Entry 인터페이스를 구현 (Map.Entry 인터페이스))

Set<Map.Entry<key타입, value타입>> 변수명 = hashMap변수명.entrySet();

✔️ HashMap 클래스의 메서드

• equals(Object o)
• getKey()
• getValue()
• hashCode()
• setValue(Object value)

✔ HashTable

• HashMap이 HashTable의 새로운 버전이라고 생각

헤싱을 맞췄다 -> 어떤 데이터를 어떻게 바꾸는 것 어떻게?
어떤 키 값이 헤싱 함수를 거치면 주소값이 되고 거기에 그 밸류 객체가 저장됨
한번 값을 저장하고 이후 같은 키에 다른 값을 넣으면 덮어씌워짐
해시맵 순회 하려면 이터레이터 못쓰니까 셋으로 변형해서 순회 시켜야함

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🌈 느낀점

사실 보면서 어려워서 이게 무슨 말인지 싶고 코드를 쳐보면서 이해하면 그래도 이해가 좀 더 잘 되지만 시간이 오래 걸려서 줌세션 시간 4시 반 전까지 완전히 학습하지 못해 끝나고 나머지를 학습했다ㅠㅠ 하면서 이걸 어떻게 쓰라는 거지? 하는 의문점이 굉장히 많았는데 그래도 페어와 문제를 풀면서 배운 내용을 다시 찾아보고 써서 응용을 하다 보니 머리속에 더 잘 들어왔다!! 페어학습 너무 좋은 것 같다 ㅎㅎ 물론 내가 좀 잘 할 때만..! 어제도 미리 공부를 좀 해서 오늘 더 잘 할 수 있었다 앞으로도 미리미리 예습해둬야겠다