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Collection Interface.md

File metadata and controls

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Collection Interface 구성

  • Collection: 가장 상위 인터페이스
    • Set: 중복을 허용하지 않는 집합을 처리하기 위한 인터페이스
      • SortedSet: 오름차순을 갖는 Set 인터페이스
    • List: 순서가 있는 집합을 처리하기 위한 인터페이스

      인덱스로 위치를 지정하여 값을 찾을 수 있습니다.
      중복을 허용하며, List 인터페이스를 상속받는 클래스 중 가장 많이 사용하는 것으로는 ArrayList가 있습니다.

    • Queue: 여러 개의 객체를 처리하기 전에 담아서 처리할 때 사용하기 위한 인터페이스

      기본적으로 FIFO를 따릅니다.

Collection 관련 클래스의 동기화

  • 동기화되지 않은 클래스

    HashSet, TreeSet, LinkedHashSet, ArrayList, LinkedList

  • 동기화되어 있는 클래스

    Vector

인터페이스별 가장 일반적으로 사용되는 클래스

인터페이스 클래스
Set HashSet
List ArrayList
Queue LinkedList

Collection Interface Method

메소드 내용
boolean add(E e) 객체 e를 내부 목록에 추가합니다.
boolean addAll(Collection c) 목록 객체 c에 들어있는 항목들을 전부 내부 목록에 추가합니다.
void clear() 내부 목록에 들어있는 항목 전체를 제거합니다.
boolean contains(Object o) 파라미터 o와 동일한 값이 들어있는지 확인합니다.
equals 메소드를 호출해서 비교합니다.
boolean equals(Object o) 객체 o와 this 객체의 equality를 비교합니다.
equals 메소드를 호출해서 비교합니다.
int hashCode() 내부 객체 목록까지 고려하여 hash code 값을 계산해 리턴합니다.
boolean isEmpty() 목록이 비어있는지 확인합니다.
Iterator iterator() 내부 목록에 들어있는 항목을
하나씩 탐색하기 위한 Iterator 객체를 생성하여 리턴합니다.
boolean remove(Object o) 파라미터 o와 동일한 값(equals)을 목록에서 찾아 제거합니다.
파라미터 값이 null이면 null을 찾아서 제거합니다.
boolean removeAll(Collection c) 파라미터로 주어진 목록 객체 c에 들어있는 항목들을
this 객체에서 찾아 전부 제거합니다.
boolean retainAll(Collection c) 파라미터로 주어진 목록 객체 c에 들어있지 않은 항목들을
this 객체에서 찾아 전부 제거합니다.
c에 들어있는 항목들만 this 객체에 남습니다.
int size() 내부 목록에 들어있는 항목의 수 리턴합니다.
Object[] toArray() 목록 객체에 들어있는 항목들을 배열에 채워서 리턴합니다.
리턴되는 배열의 타입은 Object[]입니다.
E[] toArray(E[] a) 목록 객체에 들어있는 항목들을 배열에 채워서 리턴합니다.
리턴되는 배열의 타입은 파라미터로 주어진 배열의 타입과 같습니다.

List Interface

  • 배열의 확장판이라고 생각하면 됩니다.
  • 데이터의 개수를 확실히 알지 못할 때 유용하게 사용됩니다.

List 인터페이스를 구현한 클래스

이름 내용
Vector 객체 생성시에 크기를 지정할 필요가 없는 배열 클래스
ArrayList Vector와 비슷하지만, 동기화 처리가 되어 있지 않습니다.
LinkedList ArrayList와 동일하지만, Queue 인터페이스를 구현했기 때문에 FIFO 큐 작업을 수행합니다.

Queue Interface

  • 데이터를 담아 두었다가 먼저 들어온 데이터부터 처리하기 위해서 사용됩니다.
  • 예를 들어, SMS와 같은 문자를 처리할 때 서버에서 들어오는 순서대로 처리하려면 이 Queue에 넣고,
    처음 요청 받은 데이터부터 처리하면 됩니다.

List도 순서가 있고, Queue도 순서가 있는데 왜 굳이 Queue가 필요할까 ?

  • List의 가장 큰 단점은 데이터가 많은 경우 처리 시간이 늘어난다는 점입니다.
  • ArrayList의 경우 가장 앞에 있는 데이터(0번 데이터)를 지우면
    그 다음 1번 데이터부터 마지막 데이터까지 한 칸씩 옮기는 작업을 수행해야 하므로,
    데이터가 적을 때는 상관없지만, 데이터가 많아질수록 가장 앞에 있는 데이터를 지우는데 소요되는 시간이 증가됩니다.
  • LinkedList의 경우 순차적으로 찾아가야 하기 때문에 가장 뒤에 있는 데이터를 지우는데 소요되는 시간이 증가합니다.

Queue Interface를 구현한 클래스

  • Queue 인터페이스를 구현한 클래스는 두 가지로 분류됩니다.
    • java.util 패키지에 속하는 LinkedList와 PriorityQueue: 일반적인 목적의 Queue 클래스
    • java.util.concurrent 패키지에 속하는 클래스
이름 내용
PriorityQueue 큐에 추가된 순서와 상관없이 우선 순위에 따라 나오도록 되어 있는 큐
LinkedBlockingQueue 저장할 데이터의 크기를 선택적으로 정할 수 있는 FIFO 기반의 링크 노드를 사용하는 블로킹 큐
ArrayBlockingQueue 저장되는 데이터의 크기가 정해져있는 FIFO 기반의 블로킹 큐
PriorityBlockingQueue 저장되는 데이터의 크기가 정해져 있지 않고,
객체의 우선 순위에 따라서 순서가 저장되는 블로킹 큐
DelayQueue 큐가 대기하는 시간을 지정하여 처리하도록 되어 있는 큐
SynchronousQueue put() 메소드를 호출하면,
다른 스레드에서 take() 메소드가 호출될 때까지 대기하도록 되어 있는 큐,
이 큐에는 저장되는 데이터가 없습니다.
API에서 제공하는 대부분의 메소드는 0이나 null을 리턴합니다.
  • 블로킹 큐(Blocking Queue)란 크기가 지정되어 있는 큐에 더 이상 공간이 없을 때,
    공간이 생길 때까지 대기하도록 만들어진 큐를 의미합니다.

PriorityQueue 예제

  • 가중치가 낮은 Person 객체를 먼저 꺼내기 위해 compareTo 메소드를 오름차순으로 정렬되도록 구현합니다.
class Person implements Comparable<Person> {
    String name;
    int weight;
    
    public Person(String name, int weight) {
        super();
        this.name = name;
        this.weght = weight;        
    }
    
    @Override
    public int compareTo(Person person) {
        if (this.weight > person.weight) return 1;
        else if (this.weight < person.weight) return -1;
        else return 0;
    }
}
  • getPriorityQueue 메소드를 구현합니다.
  • 이 메소드에서는 Person 객체를 생성하여 PriorityQueue에 넣고 해당 PriorityQueue를 반환합니다.
  • Person 클래스에 Comparable 인터페이스를 구현하지 않고 PriorityQueue에 집어넣으면 어떻게 될까 ?

    offer는 큐 한쪽 끝에 element를 저장하는데,
    이때 다형성을 이용하여 추가되는 element 객체를 Comparable 인터페이스로 Up Casting 합니다.
    하지만, Comparable 인터페이스를 구현한 객체가 아니라면 다음과 같은 에러 메시지를 볼 수 있습니다.

    Exception in thread "main" java.lang.ClassCastException: Person cannot be cast to java.lang.Comparable

private static PriorityQueue<Person> getPriorityQueue() {

    Person person1 = new Person("Jo", 3);
    Person person2 = new Person("Min", 100);
    Person person3 = new Person("Kuk", 14);
    Person person4 = new Person("Super", 10);
    Person person5 = new Person("Man", 1);
    
    PriorityQueue<Person> priorityQueue = new Priority<>();
    
    priorityQueue.offer(person1);
    priorityQueue.offer(person2);
    priorityQueue.offer(person3);
    priorityQueue.offer(person4);
    priorityQueue.offer(person5);
    
    return priorityQueue;
}

public static void main(String[] args) {

    PriorityQueue<Person> priorityQueue = getPriorityQueue();
    
    while (!priorityQueue.isEmpty()) {
        Person person = priorityQueue.poll();
        System.out.println(person.name);
    }
}
  • 다음과 같은 출력 결과를 볼 수 있습니다.
Man
Jo
Super
Kuk
Min

Set Interface

  • 중복이 없는 집합 객체를 만들 때 유용합니다.

Set 인터페이스를 구현한 클래스

이름 내용
HashSet 데이터를 해시 테이블에 담는 클래스로 순서 없이 저장됩니다.
TreeSet red-black이라는 트리에 데이터를 담습니다.
값에 따라 순서가 정해집니다.
데이터를 담는 것과 동시에 정렬을 하기 때문에 HashSet보다 성능상 느립니다.
LinkedHashSet 해시 테이블에 모든 데이터를 담는데, 저장된 순서에 따라 순서가 결정됩니다.