[Java] 컬렉션 프레임워크

컬렉션 프레임워크

• 데이터를 저장하고 조작하는 구조와 인터페이스를 제공하는 자바의 라이브러리
• List, Set, Map 과 같은 주요 컬렉션 인터페이스와 이들이 구현체를 활용해 데이터를 조작 및 관리

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List

• 순서가 있는 데이터의 집합
• ArrayList, LinkedList
  • ArrayList
    
    1. 인덱스를 통해 빠르게 요소에 접근 가능
    2. 배열 기반으로 구현체
  • LinkedList
    1. 삽입과 삭제가 빈번한 경우 적합
    2. 노드 기반 구현체
    3. 중간에 요소 삽입하거나 삭제할 때 성능 좋음

// 1.ArrayList
List<String> arrayList = new ArrayList<>();
arrayList.add("Charlie");
arrayList.add("Bob");
arrayList.add("Gray");
arrayList.add(1, "David"); // 중간삽입
System.out.println("ArrayList 특정 요소 접근: " + arrayList.get(2)); //인덱스 접근
arrayList.remove("Bob"); // 요소 삭제
System.out.println("ArrayList: " + arrayList);
// - 내부적으로 동적 크기 배열로 동작
// - 데이터를 순서대로 저장하고, 순서대로 꺼낼 수 있음
// - 데이터를 중간에 추가하거나 삭제하면 시간이 더 걸림
// - 데이터를 빠르게 찾을 수 있음 (리스트에서 데이터의 위치를 알면 바로 접근 가능)

// 1.1 LinkedList
List<String> linkedList = new LinkedList<>();
linkedList.add("Charlie");
linkedList.add("Bob");
linkedList.add("Gray");
linkedList.add(1, "David"); // 중간 삽입
System.out.println("LinkedList 특정 요소 접근 (순차탐색) " + linkedList.get(2));
linkedList.remove("Gray"); // 요소 삭제
System.out.println("LinkedList: " + linkedList);
// - 데이터를 순서대로 저장, 순서대로 출력
// - 중간에 데이터를 삽입하거나 삭제하는데 유리
// - 특정 요소를 찾거나 접근할 때 시간이 더 걸릴 수 있음

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Set

• 중복을 허용하지 않는 데이터의 집합
• HashSet, TreeSet, LinkedHashSet
  • HashSet
    1. 해시 알고리즘을 사용 -> 빠른 검색
    2. 중복 불허
  • TreeSet
    1. 이진 트리 사용 -> 정렬된 순서를 유지
    2. 데이터가 항상 정렬된 상태로 유지되어야 할 때 적합

// 2.1 HashSet
Set<String> hashSet = new HashSet<>();
hashSet.add("Charlie");
hashSet.add("Bob");
hashSet.add("Gray");
hashSet.add("Bob"); // 중복 데이터 추가 시 무시
hashSet.add("Alice"); // 정상 추가
System.out.println("HashSet에 포함 여부 확인 (Gray)" + hashSet.contains("Gray"));
// - 데이터 중복을 허용하지 않음
// - 데이터의 순서를 보장하지 않음
// - 데이터를 빠르게 추가, 삭제, 검색

// 2.2 TreeSet
Set<String> treeSet = new TreeSet<>();
treeSet.add("Charlie");
treeSet.add("Bob");
treeSet.add("Gray");
treeSet.add("Bob"); // 중복 데이터 추가 시 무시
treeSet.add("Alice");
treeSet.remove("Charlie");
System.out.println("TreeSet: " + treeSet);
// - 데이터 중복을 허용하지 않음
// - 데이터가 항상 정렬된 상태로 저장
// - 데이터를 추가하거나 삭제할 때 정렬 작업으로 인해 느릴 수 있음

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Map

• 키-값 형태로 데이터를 저장
• 키는 중복 불가
• HashMap, TreeMap, LinkedHashMap
  • HashMap
    1. 키-값 쌍 형태로 데이터를 저장, 빠른 검색 제공
    2. 키 순서 보장되지 않음, 키와 값에 null 이 들어갈 수 있음
  • TreeMap
    1. 키를 정렬된 상태로 유지, 순서가 중요한 경우 사용
    2. 키를 이용해서 검색해야 하는 상황

// 3.1 HashMap
Map<Integer, String> hashMap = new HashMap<>();
hashMap.put(101, "Charlie");
hashMap.put(102, "Bob");
hashMap.put(103, "Gray");
hashMap.put(102, "Alice"); // 동일 키를 찾아 value를 업데이트
System.out.println("HashMap 특정 키 접근 (102): " + hashMap.get(102));
hashMap.remove(101);
System.out.println("HashMap: " + hashMap);
// - 데이터를 키와 값으로 저장
// - 키는 중복되지 않지만, 동일 키 입력 시 값이 덮어씀
// - 데이터를 저장하거나 검색하는 속도가 빠름

// 3.2 TreeMap
Map<Integer, String> treeMap = new TreeMap<>();
treeMap.put(103, "Gray");
treeMap.put(102, "Bob");
treeMap.put(101, "Charlie");
treeMap.put(102, "Alice"); // 동일 키 업데이트
System.out.println("TreeMap 특정 키 접근(102): " + treeMap.get(102));
treeMap.put(104, "Ayden"); // 데이터 추가
System.out.println("TreeMap (키 정렬): " + treeMap);
treeMap.remove(103);
System.out.println("TreeMap: " + treeMap);
// - 데이터를 키와 값으로 저장하며, 키를 기준으로 정렬
// - 키는 중복 안됨
// - 데이터를 저장하거나 검색하는 속도가 느림 -> 자동 정렬 기능 때문에