Collections Framework
다수의 데이터를 쉽게 처리할 수 있도록 표준화된 방법을 제공하는 클래스의 집합
- 즉, 데이터를 저장하는 자료구조와 데이터를 처리하는 알고리즘을 구조화하여 클래스로 구현해 놓은 것입니다.
컬렉션 프레임워크 핵심 인터페이스
- List와 Set을 구현한 컬렉션 클래스들은 서로 많은 공통부분이 있어서 공통된 부분을 다시 뽑아 Collection 인터페이스를 정의할 수 있었지만, Map인터페이스는 이들과는 전혀 다른 형태로 컬렉션을 다루기 때문에 같은 상속계층도에 포함되지 못했다.
| 인터페이스 | 특징 |
|---|---|
| List | - 순서가 있는 데이터의 집합, 데이터의 중복을 허용한다. - 구현클래스 : ArrayList, LinkedList, Stack, Vector 등 |
| Set | - 순서를 유지하지 않는 데이터의 집합, 데이터의 중복을 허용하지 않는다. - 구현클래스 : HashSet, TreeSet 등 |
| Map | - 키(key)와 값(value)의 쌍(pair)으로 이루어진 데이터의 집합 - 순서는 유지되지 않으며, 키는 중복을 허용하지 않고, 값은 중복을 허용한다. - 구현클래스 : HashMap, TreeMap, Hashtable, Properties 등 |
- 컬렉션 프레임워크의 모든 컬렉션 클래스들은 List, Set, Map 중의 하나를 구현하고 있다.
- 구현한 인터페이스의 이름이 클래스의 이름에 포함되어 있어서 이름만으로도 클래스의 특징을 쉽게 알 수 있도록 되어있다.
- Vector, Stack, Hashtable, Properties와 같은 클래스들은 컬렉션 프레임워크가 만들어지기 전부터 존재하던 것이기 때문에 컬렉션 프레임워크의 명명법을 따르지 않는다.
- 이러한 기존의 컬랙션 클래스들은 호환을 위해, 설계를 변경해서 남겨두었지만 가능하면 사용하지 않는 것이 좋다. (대신 새로 추가된 ArrayList, HashMap을 사용하기)
Iterator, ListIterator, Enumeration
컬렉션에 저장된 요소를 접근하는데 사용되는 인터페이스
- Enumeration : Iterator의 구버전 (가능하면 Iterator를 사용할 것)
- ListIterator : Iterator의 기능을 향상시킨 것
Iterator
Iterator 인터페이스를 통해 컬렉션의 요소를 읽어오는 방법을 표준화했다.
- 코드의 일관성을 유지하고 재사용성을 높인다. (객체지향을 이룬다.)
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public interface Iterator {
boolean hasNext();
Object next();
void remove();
}
public interface Collection {
...
public Iterator iterator();
...
}
컬렉션에 저장된 각 요소에 접근하는 기능을 가진 Iterator인터페이스를 정의하고, Collection인터페이스에는 Iterator를 반환하는 iterator()를 정의하고 있다.
컬렉션의 각 요소를 읽어오는 방법
Collection인터페이스를 구현한 컬렉션 클래스에서 Iterator를 사용할 수 있다. (List, Set 인터페이스)
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Collection c = new ArrayList(); // 다른 컬렉션으로 변경 시 이 부분만 수정하면 된다.
Iterator it = c.iterator();
// c에 요소 추가하는 과정
while(it.hasNext()) {
System.out.println(it.next());
}
- 컬렉션 클래스에 대해 iterator()를 호출하여 Iterator를 얻는다.
- 반복문을 사용해서 컬렉션 클래스의 요소들을 읽어온다.
- 참조변수의 타입을 Collection으로 하는 이유 예를 들어 ArrayList에서 LinkedList로 바꿀 때 선언문 하나만 바꾸면 나머지 코드는 검토하지 않아도 되기 때문이다. 참조변수 타입이 Collection이므로 Collection에 정의되지 않은 메서드는 사용되지 않았을 것이기 때문이다.
Map인터페이스를 구현한 컬렉션 클래스의 Iterator를 얻는 방법
키와 값을 쌍으로 저장하기 때문에 iterator()를 직접 호출 할 수 없다.
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Map map = new HashMap();
Iterator it = map.entrySet().iterator(); // 아래 두 문장을 합친 것
// Set eSet = map.entrySet();
// Iterator it = eSet.iterator();
- keySet()이나 entrySet()과 같은 메서드를 통해 Set 형태로 가져온다.
- iterator()를 호출하여 Iterator를 얻는다.
ListIterator
컬렉션의 요소에 접근할 때 양방향으로 조회 가능하도록 기능 추가
- Iterator를 상속받아서 기능을 추가한 것
- List를 구현한 경우에만 사용 가능하다.
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ArrayList a = new ArrayList(); // 다른 컬렉션으로 변경 시 이 부분만 수정하면 된다.
ListIterator it = a.listIterator();
// a에 요소 추가하는 과정
while(it.hasNext()) {
System.out.print(it.next());
}
System.out.println();
while(it.hasPrevious()) {
System.out.print(it.previous());
}
System.out.println();
remove()
Iterator의 remove()는 단독으로 쓰일 수 없고, next()와 같이 써야한다.
- remove()를 호출하기 전에 반드시 next()가 호출된 상태여야 한다.
특정 위치의 요소를 삭제하는 것이 아니라 읽어온 위치의 요소를 삭제한다.
- next()의 호출없이 remove()를 호출하면 IllegalStateException이 발생한다.
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ArrayList a = new ArrayList();
Iterator it = a.iterator();
// a에 요소 추가하는 과정
while(it.hasNext()) {
it.next();
it.remove();
}
Comparator, Comparable
Comparator 혹은 Comparable을 구현하면 객체들을 비교할 수 있게 된다.
- Wrapper 클래스와 String, Date, File 등의 클래스들은 Comparable을 구현하여 인스턴스들을 오름차순으로 정렬할 수 있다.
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public interface Comparator {
int compare(Object o1, Object o2);
boolean equals(Object obj);
}
public interface Comparable {
public int compareTo(Object o);
}
- compare(), compareTo()는 두 객체가 같으면 0, 비교하는 값보다 작으면 음수, 크면 양수를 반환하도록 구현해야 한다.
- equals()는 Comparator를 구현하는 클래스는 오버라이딩이 필요할 수도 있다는 것을 알리기 위해서 정의한 것일 뿐 그냥 compare()만 구현하면 된다.
차이
Comparable
- 자기 자신과 파라미터로 들어오는 객체를 비교
- compareTo() 메소드를 반드시 구현해야 한다.
- lang패키지에 있어서 import를 해줄 필요가 없다.
Comparator
- 파라미터로 들어오는 두 객체를 비교
- compare() 메소드를 반드시 구현해야 한다.
- util패키지에 있다.
구현방법
Comparable 예시
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public class ClassName implements Comparable<ClassName> {
int value;
public int compareTo(ClassName o) {
int thisVal = this.value;
int anotherVal = o.value;
// 방법1. 비교하는 값이 크면 -1, 같으면 0, 작으면 1을 반환한다. (권장)
return (thisVal < anotherVal ? -1 : (thisVal == anotherVal ? 0 : 1));
// 방법2. 두 비교대상의 값 차이를 반환한다. (Overflow, Underflow가 발생할 수 있으니 주의)
// return thisVal - anotherVal;
}
}
Comparator 예시
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import java.util.Comparator; // import 필요
public class ClassName implements Comparator<ClassName> {
int value;
public int compare(ClassName o1, ClassName o2) {
int o1Val = o1.value;
int o2Val = o2.value;
// 방법1. 비교하는 값이 크면 -1, 같으면 0, 작으면 1을 반환한다. (권장)
return (o1Val < o2Val ? -1 : (thisVal == anotherVal ? 0 : 1));
// 방법2. 두 비교대상의 값 차이를 반환한다. (Overflow, Underflow가 발생할 수 있으니 주의)
// return o1Val - o2Val;
}
}
정렬
| 메소드 | 설명 |
|---|---|
| static void sort(Object[] a) | 객체 배열에 저장된 객체가 구현한 Comparable에 의한 정렬 |
| static void sort(Object[] a, Comparator c) | 지정한 Comparator에 의한 정렬 |
사용방법
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import java.util.*;
class ComparatorEx {
public static void main(String[] args) {
String[] strArr = {"apple", "banana", "Durian", "cherry"};
Arrays.sort(strArr); // String의 Comparable 구현에 의한 정렬
System.out.println(Arrays.toString(strArr)); // Durian, apple, banana, cherry
Arrays.sort(strArr, new Descending()); // 역순 정렬
System.out.println(Arrays.toString(strArr)); // cherry, banana, apple, Durian
Arrays.sort(strArr, String.CASE_INSENSTIVE_ORDER); // 대소문자 구분 안함
System.out.println(Arrays.toString(strArr)); // apple, banana, cherry, Durian
}
class Descending implements Comparator {
public int compare(Object o1, Object o2) {
if ( o1 instanceof Comparable && o2 instanceof Comparable) {
// 매개변수가 Object 타입이기 때문에 Comparable로 형변환해야 한다.
Comparable c1 = (Comparable)o1;
Comparable c2 = (Comparable)o2;
return c1.compareTo(c2) * -1;
// 방법1. -1을 곱해서 기본 정렬방식의 역으로 변경한다.
// 방법2. c2.compareTo(c1) 처럼 순서를 바꾼다.
}
}
}
}
- 문자열의 정렬은 유니코드가 작은 값에서 큰 값으로 정렬된다. (공백, 숫자, 대문자, 소문자 순)
- Comparable을 구현한 객체에서 구현된 내용에 따른 정렬
- Comparator를 구현한 객체 사용
- 상수 형태로 제공하는 Comparator 사용(예 - String.CASE_INSENSTIVE_ORDER)