자바에서 제공되는 자료구조 구현 클래스들 - 컬레션 프레임워크
컬렉션 프레임워크
- 프로그램 구현에 필요한 자료구조(Data Structure)를 구현해 놓은 JDK 라이브러리
- java.util 패키지에 구현되어 있음
- 개발에 소요되는 시간을 절약하면서 최적화 된 알고리즘을 사용할 수 있음
- 여러 구현 클래스와 인터페이스의 활용에 대한 이해가 필요함
Collection 인터페이스
- 하나의 객체를 관리하기 위한 메서드가 선언된 인터페이스
- 하위에 List와 Set 인터페이스가 있음
List 인터페이스
- 객체를 순서에 따라 저장하고 관리하는데 필요한 메서드가 선언된 인터페이스
- 자료구조 리스트 (배열, 연결리스트)의 구현을 위한 인터페이스
- 중복을 허용함
- ArrayList, Vector, LinkedList, Stack, Queue 등...
Set 인터페이스
- 순서와 관계없이 중복을 허용하지 않고 유일한 값을 관리하는데 필요한 메서드가 선언됨
- 아이디, 주민번호, 사번등을 관리하는데 유용 -> 검색에 유용
- 저장된 순서와 출력되는 순서는 다를 수 있음
- HashSet, TreeSet등...
Map 인터페이스
- 쌍(pair)로 이루어진 객체를 관리하는데 사용하는 메서드들이 선언된 인터페이스
- 객체는 key-value의 쌍으로 이루어짐(사전)
- key는 중복을 허용하지 않음
- HashTable, HashMap, Properties, TreeMap 등이 Map 인터페이스를 구현 함
Set 같은 경우 순회를 하려면 Iterator 인터페이스의 함수를 사용해야 한다.
순차적으로 자료를 관리하는 List 인터페이스를 구현한 클래스와 그 활용
멤버십 관리하기
- Member 클래스를 만들고, 아이디와 이름을 멤버 변수로 선언
- Member 클래스로 생성된 인스턴스들을 관리하는 클래스를 컬렉션 프레임워크 클래스들을 활용하여 구현한다.
ArrayList 활용하기
- 멤버를 순차적으로 관리함
Member.java
public class Member {
private int memberId; //회원 아이디
private String memberName; //회원 이름
public Member(int memberId, String memberName){ //생성자
this.memberId = memberId;
this.memberName = memberName;
}
public int getMemberId() { //
return memberId;
}
public void setMemberId(int memberId) {
this.memberId = memberId;
}
public String getMemberName() {
return memberName;
}
public void setMemberName(String memberName) {
this.memberName = memberName;
}
@Override
public String toString(){ //toString 메소드 오버로딩
return memberName + " 회원님의 아이디는 " + memberId + "입니다";
}
}
MemberArrayList.java
public class MemberArrayList {
private ArrayList<Member> arrayList; // ArrayList 선언
public MemberArrayList(){
arrayList = new ArrayList<Member>(); //멤버로 선언한 ArrayList 생성
}
public void addMember(Member member){ //ArrayList 에 멤버 추가
arrayList.add(member);
}
public boolean removeMember(int memberId){ // 멤버 아이디를 매개변수로, 삭제 여부를 반환
for(int i =0; i<arrayList.size(); i++){ // 해당 아이디를 가진 멤버를 ArrayList에서 찾음
Member member = arrayList.get(i);
int tempId = member.getMemberId();
if(tempId == memberId){ // 멤버아이디가 매개변수와 일치하면
arrayList.remove(i); // 해당 멤버를 삭제
return true; // true 반환
}
}
System.out.println(memberId + "가 존재하지 않습니다"); //for 가 끝날때 까지 return 이 안된경우
return false;
}
public void showAllMember(){
for(Member member : arrayList){
System.out.println(member);
}
System.out.println();
}
}
MemberArrayListTest.java
public class MemberArrayList {
private ArrayList<Member> arrayList; // ArrayList 선언
public MemberArrayList(){
arrayList = new ArrayList<Member>(); //멤버로 선언한 ArrayList 생성
}
public void addMember(Member member){ //ArrayList 에 멤버 추가
arrayList.add(member);
}
public boolean removeMember(int memberId){ // 멤버 아이디를 매개변수로, 삭제 여부를 반환
for(int i =0; i<arrayList.size(); i++){ // 해당 아이디를 가진 멤버를 ArrayList에서 찾음
Member member = arrayList.get(i);
int tempId = member.getMemberId();
if(tempId == memberId){ // 멤버아이디가 매개변수와 일치하면
arrayList.remove(i); // 해당 멤버를 삭제
return true; // true 반환
}
}
System.out.println(memberId + "가 존재하지 않습니다"); //for 가 끝날때 까지 return 이 안된경우
return false;
}
public void showAllMember(){
for(Member member : arrayList){
System.out.println(member);
}
System.out.println();
}
}
Collection 요소를 순회하는 Iterator
요소의 순회란?
- 컬렉션 프레임워크에 저장된 요소들을 하나씩 차례로 참조하는것
- 순서가 있는 List인터페이스의 경우는 Iterator를 사용 하지 않고 get(i) 메서드를 활용할 수 있음
- Set 인터페이스의 경우 get(i) 메서드가 제공되지 않음 -> Iterator를 활용하여 객체를 순회함
Iterator 사용하기
- boolean hasNext() : 이후에 요소가 더 있는지를 체크하는 메서드, 요소가 있다면 true를 반환
- E next() : 다음에 있는 요소를 반환
public boolean removeMember(int memberId){ // 멤버 아이디를 매개변수로, 삭제 여부를 반환
Iterator<Member> ir = arrayList.iterator();
while(ir.hasNext()) {
Member member = ir.next();
int tempId = member.getMemberId();
if(tempId == memberId){ // 멤버아이디가 매개변수와 일치하면
arrayList.remove(member); // 해당 멤버를 삭제
return true; // true 반환
}
}
System.out.println(memberId + "가 존재하지 않습니다"); //for 가 끝날때 까지 return 이 안된경우
return false;
}
MemberArrayList.java 의 removeMember() 메서드를 Iterator를 활용하여 구현
public boolean removeMember(int memberId) {
// for(int i=0; i<arrayList.size();i++) {
// Member member = arrayList.get(i);
//
// int tempId = member.getMemberId();
// if (tempId==memberId) {
// arrayList.remove(i);
// return true;
// }
// }
Iterator<Member> ir = arrayList.iterator(); //<>에 아무것도 안쓰면 Object가 된다!
//내가 이터레이션할 요소가 Member이기 때문에 <>안에 넣는다
while(ir.hasNext()) { //ir에 다음이 있는가?
Member member = ir.next();
int tempId = member.getMemberId();
if (tempId==memberId) {
arrayList.remove(member); //i를 삭제하면 안되고 오브젝트를 삭제해야 한다.
return true;
}
}
System.out.println(memberId+"가 존재하지 않습니다.");
return false;
}
중복되지 않게 자료를 관리하는 Set 인터페이스를 구현한 클래스와 그 활용
HashSet 클래스
- Set 인터페이스를 구현한 클래스와 멤버의 중복 여부를 체크하기 위해, 인스턴스의 동일성을 확인해야 함
- 동일성 구현을 위해 필요에 따라 equals()와 hashCode()메서드를 재정의함
public class HashSetTest {
public static void main(String[] args) {
HashSet<String> hashSet = new HashSet<String>();
hashSet.add(new String("김유신"));
hashSet.add(new String("이순신"));
hashSet.add(new String("홍연의"));
hashSet.add(new String("강감찬"));
hashSet.add(new String("강감찬"));
System.out.println(hashSet); //toString이 호출된다->자기가 가진 멤버를 쭉 반환해준다.
}
}
hash의 "같다"는 기준값은 우리가 정해서 equals()와 hashCode()로 만들어줘야 한다!!!
Member.java
package ch12;
public class Member {
private int memberId; //회원 아이디
private String memberName; //회원 이름
public Member(int memberId, String memberName){ //생성자
this.memberId = memberId;
this.memberName = memberName;
}
public int getMemberId() { //
return memberId;
}
public void setMemberId(int memberId) {
this.memberId = memberId;
}
public String getMemberName() {
return memberName;
}
public void setMemberName(String memberName) {
this.memberName = memberName;
}
@Override
public int hashCode() { //물리적으로는(메모리) 다르지만 논리적으로는 같다는 것을 구현
//메모리는 다르지만, 객체가 같으면 해쉬코드가 같다
return memberId;
}
@Override
public boolean equals(Object obj) {//물리적으로는(메모리) 다르지만 논리적으로는 같다는 것을 구현
if(obj instanceof Member) {
Member member=(Member)obj; //멤버를 다운캐스팅하자
if(this.memberId==member.memberId) {
return true;
}
else return false;
}
return false;
}
@Override
public String toString(){ //toString 메소드 오버로딩
return memberName + " 회원님의 아이디는 " + memberId + "입니다";
}
}
MemberHashSet.java
package ch12;
import java.util.HashSet;
import java.util.Iterator;
public class MemberHashSet {
private HashSet<Member> hashSet; //<>안에 실제로 관리할 것을 넣으면 됨
public MemberHashSet() {
hashSet=new HashSet<>();
}
public MemberHashSet(int size) {
hashSet=new HashSet<>(size);
}
public void addMember(Member member) {
hashSet.add(member);
}
public boolean removeMember(int memberId) {
// for(int i=0; i<arrayList.size();i++) {
// Member member = arrayList.get(i);
//
// int tempId = member.getMemberId();
// if (tempId==memberId) {
// arrayList.remove(i);
// return true;
// }
// }
Iterator<Member> ir = hashSet.iterator(); //<>에 아무것도 안쓰면 Object가 된다!
//내가 이터레이션할 요소가 Member이기 때문에 <>안에 넣는다
while(ir.hasNext()) { //ir에 다음이 있는가?
Member member = ir.next();
int tempId = member.getMemberId();
if (tempId==memberId) {
hashSet.remove(member); //i를 삭제하면 안되고 오브젝트를 삭제해야 한다.
return true;
}
}
System.out.println(memberId+"가 존재하지 않습니다.");
return false;
}
public void showAllMember() {
for(Member member : hashSet) {
System.out.println(member);
}
System.out.println();
}
}
MemberHashSetTest.java
package ch12;
public class MemberHashSetTest {
public static void main(String[] args) {
MemberHashSet memberHashSet = new MemberHashSet();
Member memberLee = new Member(1001,"이순신");
Member memberKim = new Member(1002,"김유신");
Member memberKang= new Member(1003,"강감찬");
memberHashSet.addMember(memberLee);
memberHashSet.addMember(memberKim);
memberHashSet.addMember(memberKang);
Member memberHong= new Member(1003,"홍길동");
memberHashSet.addMember(memberHong);
memberHashSet.showAllMember();
}
}
정렬을 위해 Comparable 또는 Comparator 인터페이스 구현하기
TreeSet 클래스 활용하기
- 객체의 정렬에 사용하는 클래스
- Set 인터페이스를 구현하여 중복을 허용하지 않고, 오름차순이나 내림차순으로 객체를 정렬할 수 있음
- 내부적으로 이진검색트리(binary search tree)로 구현됨
- 이진검색트리에 저장하기 위해 각 객체를 비교해야 함
- 비교 대상이 되는 객체에 Comparable이나 Comparator 인터페이스를 구현 해야 TreeSet에 추가 될 수 있음
- String, Integer등 JDK의 많은 클래스들이 이미 Comparable을 구현했음
comparable은 java.lang 패키지 안에 있고,
Comparator는 java.util 패키지 안에 있다.
package ch13;
import java.util.TreeSet;
public class MemberTreeSetTest {
public static void main(String[] args) {
TreeSet<String> set = new TreeSet<String>();
set.add("홍길동");
set.add("강감찬");
set.add("이순신");
System.out.println(set);
}
}
String 클래스는 이미 Comprable 인터페이스가 구현되어 있으므로 오름차순으로 정렬되어 출력됨
아래 코드를 실행하면 오류가 난다.
package ch13;
import java.util.TreeSet;
public class MemberTreeSetTest {
public static void main(String[] args) {
MemberTreeSet memberTreeSet = new MemberTreeSet();
Member memberLee = new Member(1001,"이순신");
Member memberKim = new Member(1002,"김유신");
Member memberKang= new Member(1003,"강감찬");
memberTreeSet.addMember(memberLee);
memberTreeSet.addMember(memberKim);
memberTreeSet.addMember(memberKang);
memberTreeSet.showAllMember();
}
}
Exception in thread "main" java.lang.ClassCastException: class ch13.Member cannot be cast to class java.lang.Comparable (ch13.Member is in unnamed module of loader 'app'; java.lang.Comparable is in module java.base of loader 'bootstrap')
Member가 비교하려고 add를 했지만, 비교하는 애를 구현해놓지 않아서 넣을 수 없다!
그러려면 Comparable이나 Comparator를 구현해야 한다.
1. Comparable
Member클래스가 아이디 오름차순으로 정렬되게 하기 위해 Comparable 인터페이스를 구현
Member.java
package ch13;
public class Member implements Comparable<Member>{
private int memberId; //회원 아이디
private String memberName; //회원 이름
public Member(int memberId, String memberName){ //생성자
this.memberId = memberId;
this.memberName = memberName;
}
public int getMemberId() { //
return memberId;
}
public void setMemberId(int memberId) {
this.memberId = memberId;
}
public String getMemberName() {
return memberName;
}
public void setMemberName(String memberName) {
this.memberName = memberName;
}
@Override
public String toString(){ //toString 메소드 오버로딩
return memberName + " 회원님의 아이디는 " + memberId + "입니다";
}
@Override
public int compareTo(Member member) { //들어온 아이(자신의 Id)가 트리에 자리잡을 때까지 비교할 아이들이 member로 하나씩 들어온다.
// if (this.memberId>member.memberId) //compareTo의 반환값은 int이므로, 들어온 애가 더 클 때
// return 1;
// else if(this.memberId<member.memberId) //내림차순으로 하고 싶으면 if와 elseif의 반환값을 지금과 반대로 하면 된다
// return -1;
// else return 0; //같을 때
return (this.memberId-member.memberId); //위 코드를 간단화 한 것
// return (this.memberId-member.memberId) * (-1); //내림차순
}
}
2. Comparator
Member.java
package ch13;
import java.util.Comparator;
public class Member implements Comparator<Member>{
private int memberId; //회원 아이디
private String memberName; //회원 이름
public Member(int memberId, String memberName){ //생성자
this.memberId = memberId;
this.memberName = memberName;
}
public int getMemberId() { //
return memberId;
}
public void setMemberId(int memberId) {
this.memberId = memberId;
}
public String getMemberName() {
return memberName;
}
public void setMemberName(String memberName) {
this.memberName = memberName;
}
@Override
public String toString(){ //toString 메소드 오버로딩
return memberName + " 회원님의 아이디는 " + memberId + "입니다";
}
@Override
public int compare(Member member1, Member member2) {
return (member1.memberId-member2.memberId);
}
}
오류가 난다?!
public class MemberTreeSet {
private TreeSet<Member> treeSet; //<>안에 실제로 관리할 것을 넣으면 됨
public MemberTreeSet() {
treeSet=new TreeSet<Member>(new Member()); //Comparator가 구현된 것을 괄호 안에 지정해줘야 한다.
}
}
++Member.java에도 디폴트 생성자 만들어줘야 한다!
public class Member implements Comparator<Member>{
private int memberId; //회원 아이디
private String memberName; //회원 이름
public Member() {}
.
.
.
Comparator의 활용
이미 Comparable이 구현된 경우 Comparator로 비교하는 방식을 다시 구현할 수 있음
(String에 이미 Comparable이 구현되어 있다는 것을 활용)
package ch13;
import java.util.Comparator;
import java.util.TreeSet;
class MyCompare implements Comparator<String>{ //String에는 Comparable이 구현되어 있으니깐!
@Override
public int compare(String s1, String s2) {
return s1.compareTo(s2);
// return s1.compareTo(s2) * (-1) ; //내림차순
}
}
public class MemberTreeSetTest {
public static void main(String[] args) {
TreeSet<String> set = new TreeSet<String>(new MyCompare()); //무엇으로 비교할 것인가? -> new MyCompare()
set.add("Park");
set.add("Kim");
set.add("Lee");
System.out.println(set);
}
}
쌍(pair)으로 자료를 관리하는 Map 인터페이스를 구현한 클래스와 그 활용
HashMap 클래스 활용하기
- Map 인터페이스를 구현한 클래스와 가장 많이 사용되는 Map 인터페이스 기반 클래스
- key - value를 쌍으로 관리하는 메서드를 구현함
- 검색을 위한 자료구조
- key를 이용하여 값을 저장하고 key를 이용하여 값을 꺼내오는 방식 - hash 알고리즘으로 구현 됨
- key가 되는 객체는 중복될 수 없고 객체의 유일성을 비교를 위한 equals()와 hashCode() 메서드를 구현해야 함
// Member.java 는 기존과 동일
Member.java
package ch14;
import java.util.Comparator;
public class Member implements Comparator<Member>{
private int memberId; //회원 아이디
private String memberName; //회원 이름
public Member() {}
public Member(int memberId, String memberName){ //생성자
this.memberId = memberId;
this.memberName = memberName;
}
public int getMemberId() { //
return memberId;
}
public void setMemberId(int memberId) {
this.memberId = memberId;
}
public String getMemberName() {
return memberName;
}
public void setMemberName(String memberName) {
this.memberName = memberName;
}
@Override
public int hashCode() { //물리적으로는(메모리) 다르지만 논리적으로는 같다는 것을 구현
//메모리는 다르지만, 객체가 같으면 해쉬코드가 같다
return memberId;
}
@Override
public boolean equals(Object obj) {//물리적으로는(메모리) 다르지만 논리적으로는 같다는 것을 구현
if(obj instanceof Member) {
Member member=(Member)obj; //멤버를 다운캐스팅하자
if(this.memberId==member.memberId) {
return true;
}
else return false;
}
return false;
}
@Override
public String toString(){ //toString 메소드 오버로딩
return memberName + " 회원님의 아이디는 " + memberId + "입니다";
}
@Override
public int compare(Member member1, Member member2) {
return (member1.memberId-member2.memberId);
}
}
MemberHashMap.java
package ch14;
import java.util.HashMap;
import java.util.Iterator;
public class MemberHashMap {
private HashMap<Integer,Member> hashMap; //keyset으로 부르면 int반환, values로 부르면 Member들이 반환
public MemberHashMap() {
hashMap=new HashMap<>();
}
public void addMember(Member member) { //충돌을 완화하기 위해 로드밸런서가 어느정도 해쉬맵이 차면 뻥튀기를 시킨다
hashMap.put(member.getMemberId(), member);
}
public boolean removeMember(int memberId) {
if(hashMap.containsKey(memberId)) {
hashMap.remove(memberId);
}
System.out.println("no elements");
return false;
}
public void showAllMember() {
Iterator<Integer> ir=hashMap.keySet().iterator(); //Iterator를 직접 사용할 순 없고, keySet 키값을 set으로 불러와 사용
//keySet()이 아니라 values를 사용하면
while(ir.hasNext()) {
int key=ir.next();
Member member=hashMap.get(key); //value가 쭉 꺼내지게 됨
System.out.println(member);
}
}
}
MemberHashMapTest.java
package ch14;
import java.util.HashMap;
public class MemberHashMapTest {
public static void main(String[] args) {
MemberHashMap memberHashMap= new MemberHashMap();
Member memberLee = new Member(1001,"이순신");
Member memberKim = new Member(1002,"김유신");
Member memberKang= new Member(1003,"강감찬");
memberHashMap.addMember(memberLee);
memberHashMap.addMember(memberKim);
memberHashMap.addMember(memberKang);
memberHashMap.showAllMember(); //member에 대한 toString이 호출
HashMap<Integer,String> hashMap = new HashMap<Integer,String>(); //key,value pair로 나오게 하기
hashMap.put(1001, "Kim");
hashMap.put(1002, "Lee");
hashMap.put(1003, "Park");
hashMap.put(1004, "Hong");
System.out.println(hashMap);
}
}
TreeMap 클래스(TreeSet + HashMap)
- Map 인터페이스를 구현한 클래스이고 key에 대한 정렬을 구현할 수 있음
- key가 되는 클래스에 Comparable이나 Comparator인터페이스를 구현함으로써 key-value 쌍의 자료를 key값 기준으로 정렬하여 관리 할 수 있음(Integer나 String은 이미 구현되어있으니 괜찮지만, 다른 클래스들은 key에 대해 만들어줘야 함)
'JAVA' 카테고리의 다른 글
6-2.람다식(Lambda expression)과 함수형 인터페이스 (0) | 2022.02.25 |
---|---|
6-1.여러 내부 클래스의 정의와 유형 (0) | 2022.02.24 |
5-9.제네릭 메서드 (0) | 2022.02.21 |
5-8.T extends 클래스 (0) | 2022.02.21 |
5-7.제네릭(Generic) 프로그래밍 (0) | 2022.02.21 |