컬렉션 프레임워크1: Set과 List계열 예시위주

Collections 프레임워크

• 컬렉션 프레임워크: java.util에 있는 클래스들로 자료구조를 담당한다.
• 자료구조: 대량의 데이터를 효율적으로 이용할 수 있도록 컴퓨터에서 데이터를 추가,조회,수정,삭제(CRUD)하는 방식.
• 자료구조 개념1 : Collections Framwork(Set계열, List계열)
• 자료구조 개념2 : Stack클래스, Queue인터페이스, Map인터페이스
• 개념은 위의 링크로 대체하고 이 글에서는 응용이나 예시위주로 확인해보려고한다.

Collections 인터페이스의 메서드

• Collections 인터페이스는 List와 Set계열의 공통 조상으로 아래 메서드 사용가능
• 아래 메서드들 중 index사용하는 메서드는 set계열에서 사용할 수 없다.
  • WHY? set은 index가 없기때문에!

List와 Set 특징비교

계열	특징	방법
List	중복가능	데이터가 중복되어도 index로 구분함
	각 요소접근	index사용하면 됨
	데이터조회	indexOf()로 위치찾기가능, contains()로 데이터유무(boolean) 확인가능
	데이터수정	set()
	정렬	sort()
set	중복불가능	중복데이터제거를 위해 @Override hashcode()와 equals() 재정의필수
	각 요소접근	index 정렬불가능-> iterator객체의 hasNext(), next()사용
	데이터조회	contains()로 데이터유무(boolean) 확인가능, for(Object obj : hashset명 ){ System.out.println(obj)}
	데이터수정	인덱스가 없어서 데이터수정없음불가능 -> 걍 삭제(remove) 후 추가(add)
	정렬	index없어서 sort()사용불가 -> TreeSet<>이용

List계열 : ArrayList와 LinkedList 성능차이

• ArrayList 단점 : 비순차적인 데이터의 추가, 삭제에 많은 시간이 걸림
• 이를 해결하기 위해 LinkedList가 있음

• LinkedList 특징 :
  • 각 요소를 Node(노드)로 정의.
  • Node는 다음요소의 참조값과 데이터로 구성됨.
  • 각 노드는 링크정보를 가지므로 ㅔ이터를 연속으로 구성할 필요가 없음.
  • 따라서 ArrayList가 전체전익 요소를 움직였던 것에 비해 훨씬 가볍게 작동함.

• 그렇다면 ArrayList와 LinkedList 데이터처리과정별 성능차이는 어떨까?

	private static void addTest(String testcase, List<Object> list){
		long start = System.nanoTime();
		for(int i=0; i<1000000; i++){
			list.add(new String("Hello"));
		}
		long end = System.nanoTime();
		System.out.println(testcase+" 소요시간: "+(end-start));
	}
	
	private static void addTest2(String testcase, List<Object> list){
		long start = System.nanoTime();
		for(int i=0; i<100000; i++){
			list.add(0, new String("Hi"));
		}
		long end = System.nanoTime();
		System.out.println(testcase+" 소요시간: "+(end-start));
	}
	private static void accessTest(String testcase, List<Object> list){
		long start = System.nanoTime();
		for(int i=0; i<100000; i++){
			list.get(i);
		}
		long end = System.nanoTime();
		System.out.println(testcase+" 소요시간: "+(end-start));
	}
	
	
	
	public static void main(String[] args) {
		ArrayList<Object> alist = new ArrayList<Object>();
		LinkedList<Object> list = new LinkedList<Object>();
		
		addTest("순차적 추가: ArrayList", alist);
		addTest("순차적 추가: LinkedList", list);
		addTest2("중간에 추가: ArrayList", alist);
		addTest2("증간에 추가: LinkedList", list);
		accessTest("데이터접근: ArrayList", alist);
		accessTest("데이터접근: LinkedList", list);
	}

//출력값
순차적 추가: ArrayList 소요시간: 37748800
순차적 추가: LinkedList 소요시간: 85107500
중간에 추가: ArrayList 소요시간: 15683133500
증간에 추가: LinkedList 소요시간: 3635400
데이터접근: ArrayList 소요시간: 2516900
데이터접근: LinkedList 소요시간: 7363336600

List계열 : ArrayList<> 로또게임 예시

• 로또는 1부터 45까지의 숫자가 적힌 공 중에서 당첨공 6개와 보너스공 1개를 랜덤으로 뽑는다.
• 이 공들은 중복을 허용하지않는다.
• List는 중복을 허용하는 계열인데 어떻게하면 로또를 만들 수 있을까?
  • contains()로 중복확인가능

class ListLotto{
	Integer bonus;
	List<Integer> lotto = new ArrayList<>();	
	
	public void setup(){
		Random rd = new Random();
		while(bonus == null){
			int num = rd.nextInt(45)+1;
			if(!lotto.contains(num)){
				if(lotto.size() < 6){
					lotto.add(num);
				}else{
					bonus = num;
				}
			}
			Collections.sort(lotto);
		}
	
	}
	@Override
	public String toString() {
		return "당첨번호: "+lotto+", 보너스: "+bonus;
	}

}

public class ListLottoTest {

	public static void main(String[] args) {
		ListLotto lotto = new ListLotto();
		lotto.setup();
		System.out.println(lotto);
	}

}

Set계열 : TreeSet<> 정렬

• set계열을 정렬하기만 원한다면 TreeSet<>안에 넣기만 하면 됨.
• TreeSet<>은 add()가 안됨 -> 내부적으로 알파벳오름차순인데 객체가 add되면 비교가 불가능함.
• Treeset<>()에서 괄호안에 정렬기준을 추가할 수 있다.
  • Treeset<>(new StringLengthComparator()) : StringLength를 기준으로 짧은 String이 앞쪽으로 정렬된다.

public static void main(String[] args) {
	TreeSet<Object> set = new TreeSet<>();
	
	set.addAll(Arrays.asList("w","a","t","e","r"));
	//set.add(3); //exception: cannot be cast to java.lang.Integer Object타입이 들어올 수 있지만 add할때는 동일한 데이터들을 넣어줘야 TreeSet이 비교할 수 있다
	//set.add(Arrays.asList("삼","다","수")); //exception : cannot be cast to java.lang.Comparable
	System.out.println("자동으로 오름차순: "+set);
	System.out.println("처음 요소: "+set.first());
	System.out.println("마지막 요소: "+set.last());
	System.out.println("a 아래 요소: "+set.lower("a")); //최하위계증.알파벳순으로 a는 가장먼저이기때문에 최하위계층
	System.out.println("z 다음 요소: "+set.higher("z")); //최상위계층.알페벳순으로 z는 가장마지막이기때문에 최상위계층
	System.out.println("e 다음 요소: "+set.higher("e"));

	NavigableSet<Object> naviSet = set.descendingSet();
	System.out.println("내림차순 : "+naviSet);
}

Set계열 : TreeSet<> 로또게임 예시

class TreesetLotto{
	Integer bonus;
	Set<Integer> lotto = new TreeSet<>();
	
	public void setup(){
		Random rd = new Random();
		while(bonus == null){
			int num = rd.nextInt(45)+1;
			if(lotto.size() < 6){
				lotto.add(num);
			}else{
				bonus = num;
			}
		}
	}

	@Override
	public String toString() {
		return "당첨번호: "+lotto+", 보너스: "+bonus;
	}
}

public class TreeSetLottoTest {
	public static void main(String[] args) {
		TreesetLotto lotto = new TreesetLotto();
		lotto.setup();
		System.out.println(lotto);
	}
}
//출력값
당첨번호: [5, 14, 23, 29, 33, 38], 보너스: 31