[Java] 자바 컬렉션 프레임워크 소개 (List, Set, Map)

1. 배열

데이터 관리

개발을 하다 보면 여러 다양한 데이터 처리를 위해 여러 개의 객체를 사용하게 되는 경우가 많습니다.

EX. 회원들의 여러 데이터를 받아서 평균값을 구한다던지...

이 경우 각각 변수로 선언하기보다는 한 곳에 묶어서 저장도 하고 검색도 하고 삭제도 하는 편의성이 필요합니다.

이를 해결하기 위한 가장 간단한 방법은 배열을 사용하는 것입니다.

public class Test {
    public static void main(String[] args) {
        // 배열 생성(배열 생성 시 저장할 개수 선언)
        Member[] members = new Member[10];

        // 객체 추가(저장)
        members[0] = new Member("veneas", 28);
        members[1] = new Member("mike", 26);
        members[2] = new Member("jackson", 35);

        // 객체 꺼내기(검색)
        Member member = members[0];
        System.out.println(member.getAge());

        // 객체 삭제
        members[1] = null;
    }

    static class Member {
        private String name;
        private Integer age;

        public Member(String name, Integer age) {
            this.name = name;
            this.age = age;
        }

        public String getName() {
            return name;
        }

        public Integer getAge() {
            return age;
        }
    }
}

 

배열의 한계점

배열은 위의 예시와 같이 매우 쉽게 생성하고 사용할 수 있지만 한계점이 있습니다.

 

1. 배열 생성 시 저장 할 수 있는 개수를 미리 선언해야합니다. 따라서 불특정 다수의 객체를 저장하기에는 한계가 있습니다. 그렇다고 많이 선언해서 메모리를 낭비하는 것은 좋지 않습니다.

Member[] members = new Member[10];

 

2. 배열의 특정 인덱스 객체를 삭제할 경우 해당 인덱스가 비어버리게 되어 비어있는지 확인을 해야 하는 코드가 필요하게 됩니다. (NullPointerException)

// 배열 생성(배열 생성 시 저장할 개수 선언)
Member[] members = new Member[10];

// 객체 추가(저장)
members[0] = new Member("veneas", 28);
members[1] = new Member("mike", 26);
members[2] = new Member("jackson", 35);

// 객체 꺼내기(검색)
Member member = members[0];
System.out.println(member.getAge());

// 객체 삭제
members[1] = null;

// 객체 꺼내기(에러 발생) -> 한계점
System.out.println(members[1].getAge()); //NullPointerException

 

2. 컬렉션 프레임워크의 등장

자바는 이런 배열의 단점을 해결하기 위해 자료구조를 바탕으로 객체들을 효율적으로 추가, 삭제, 검색할 수 있도록 java.util 패키지에 이와 관련된 인터페이스와 인터페이스를 구현한 클래스를 개발하여 포함시켜 놓습니다.

이러한 인터페이스와 구현 클래스들을 컬렉션 프레임워크라고 합니다.

 

※ 용어 정리
컬렉션: 수집해서 저장하는 것
프레임워크: 여러 기능을 가진 클래스와 라이브러리가 '특정 결과물을 구현하고자' 합쳐진 형태(사용 방법을 미리 정해 놓은 라이브러리)
라이브러리: 공통으로 사용될 수 있는 특정한 기능들을 모듈화한 것

 

[예시]

import java.util.ArrayList;
import java.util.List;

public class Test {
    public static void main(String[] args) {
        // List 인터페이스를 구현한 ArrayList 객체 생성(불특정 다수의 객체 저장 가능)
        List<Member> memberList = new ArrayList<>();

        // 객체 추가
        memberList.add(new Member("veneas", 28));
        memberList.add(new Member("mike", 26));
        memberList.add(new Member("jackson", 35));

        // 객체 검색
        Member member = memberList.get(0);
        System.out.println(member.getAge());

        // 객체 삭제(객체 삭제 시 앞으로 한 칸씩 인덱스가 땡겨짐)
        memberList.remove(1);
    }

    static class Member {
        private String name;
        private Integer age;

        public Member(String name, Integer age) {
            this.name = name;
            this.age = age;
        }

        public String getName() {
            return name;
        }

        public Integer getAge() {
            return age;
        }
    }
}

 

3. 컬렉션 프레임워크

컬렉션 프레임워크

• 주요 인터페이스는 List, Set, Map이 있습니다.
• List, Set 인터페이스는  둘 다 객체를 인덱스로 관리하고 그에 따라 공통기능이 많기 때문에 이 인터페이스의 공통된 기능(메소드)를 모아 Collection 인터페이스로 정의되어있습니다. (Collection 인터페이스 상속)
• Map 인터페이스는 객체를 키와 값으로 관리하는 방식으로 List, Set과는 완전 다른 구조로 따로 정의되어 있습니다.

 

그리고 이를 구현한 구현 클래스로는 다음과 같습니다.

List 인터페이스: ArrayList, Vector, LinkedList  
Set 인터페이스: HashSet, TreeSet
Map 인터페이스: HashMap, Hashtable, TreeMap, Properties

 

※ 용어 정리
인터페이스: 클래스들이 구현해야 하는 동작을 지정하는데 사용되는 추상 자료형(사용하는 방법)

 

각 주요 인터페이스 특징

[List]

- 저장 순서 유지 O, 

- 중복 저장 O

 

[Set]

- 저장 순서 유지 X,

- 중복 저장 X

 

[Map]

- 키와 값 형태로 저장

- 키는 중복 저장 X