[Java] Java 컬렉션(Collection)이란?

Java 컬렉션(Collection) 이란?

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 JCF(Java Collectoin Framework)는 데이터들을 저장하고 관리하는 다양한 자료구조를 인터페이스들로 정의하고 각각의 구현체들을 제공한다. 대표적인 인터페이스로는 List, Set, Map이 있으며 각 인터페이스를 구현한 클래스들은 다양하게 존재하며, 아래 그림은 각 인터페이스와 구현체의 상속관계를 나타내고 있다.

 

java 컬렉션 상속 구조

 Map 인터페이스는 Collection을 상속받고 있지 않지만 일반적으로 Collection으로 분류된다.

 

 

1. List 인터페이스

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 list는 순서가 있는 데이터의 집합으로, 데이터의 중복을 허용하는 자료구조이다. 배열과 비슷하다. list는 객체 자체를 저장하는 것이 아니라 객체의 주소를 참조한다. 따라서 동일한 객체를 중복 저장할 수 있는데, 이 경우에는 동일한 주소가 참조되고 null이 저장될 경우에는 해당 인덱스는 객체를 참조하지 않는다.

 

 

• ArrayList

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

- 단방향 포인터 구조로 각 데이터에 대한 인덱스를 가지고 있다.

- 더 이상 저장공간이 없으면, 더 큰 새로운 배열을 생성해 기존의 배열에 저장된 내용을 복사한다.

- 중간에 데이터가 삽입되면, 데이터들이 뒤로 밀리면서 성능저하가 크다.

• Vector

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

- 과거에 대용량 데이터 처리를 위해 사용했으나, 내부에서 쓰레드의 개수와 상관없이 동기화 처리를 하므로 성능이 좋지않아 최근에는 쓰이지 않는다.

- Thread - safe

 

• LinkedList

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

- 양방향 포인터 구조로 내부 객체를 저장해서 인덱스로 관리하지만, 인접 참조를 링크해서 체인처럼 관리한다.

- 스택, 큐, 양방향 큐 등을 만들기 위한 용도로 쓰인다.

 

 

+ ArrayList vs LinkedList

- 단순히 데이터를 조회하거나, 맨 마지막에 객체를 추가하는 경우가 빈번히 발생하면 ArrayList가 데이터가 중간에 추가, 삭제가 빈번히 일어나면 LinkedList가 더 좋은 성능을 발휘한다. 이유는 위에서 설명한 각 내부구조의 특징 때문이다.

 

 

2. Set 인터페이스

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 Set은 순서가 없는 데이터 집합이고, 데이터의 중복을 허용하지 않는다. 수학에서의 집합의 개념과 비슷하다.

 

• HashSet

Set<E> set = new HashSet<E>();

- 빠른 접근속도를 가지고 있지만, 순서를 보장하지 않음

- 동일한 객체는 중복을 허용하지 않는다.

- 객체를 저장하기 전에 객체의 hash Code()메소드를 호출하여 해시코드를 얻어낸다.(중복 허용 검증)

• LinkedHastSet

Set<E> set = new LinkedHashSet<E>();

- 순서를 보장한다.

 

• TreeSet

Set<E> set = new TreeSet<E>();

- 정렬방법을 지정할 수 있다.

 

 

3. Map 인터페이스

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 Map은 키(key)와 값(value) 형식의 쌍으로 구성된 객체를 저장하는 구조를 가지고 있다. 순서는 보장하지 않으며 키(key)의 중복을 허용하지 않으나 값(value)은 중복 저장할 수 있다. 키는 해당 Map에서 고유해야한다.

 

 

• HashMap

Map<String, String> map = new HashMap<String, String>();

- HashMap의 키로 사용할 객체는 hashCode()와 equals()메소드를 재정의(method overried)해서 객체가 될 조건을 정해야 한다.

- 주로 키(key)타입은 String을 많이 사용하는데, String은 문자열이 같으면 동등 객체가 될 수 있도록 hashCode()와 equals() 메소드가 재정의 되어있기 때문이다.

 

• HashTable

Map<String, String> map = new HashTable<String, String>();

- HashMap보다는 느리지만 동기화를 지원한다.

- null불가

 

• TreeMap

Map<String, String> map = new TreeMap<String, String>();

- 이진트리를 기반으로 한 Map 컬렉션이다. 

- 키(key)와 값(value)를 저장하는 동시에 키를 정렬한다. (숫자 > 알파벳 대문자 > 알파벳 소문자 > 한글)

- 검색기능을 사용할 경우 HashMap보다 빠르다.