컬렉션 프레임워크2: Map계열 자세히, 예시

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.

Map계열

• Map<K,V>는 컬렉션 프레임워크에 포함되어있지만 Collections을 상속받지 않는다.
• 따라서 Collections 메서드를 사용할 수없고 고유의 메서드가 있다.

• Map, table 접미어가 붙은 자료구조이다.
• Map<K,V>는 키와 벨류를 의미하며 데이터저장시 (키, 데이터)쌍으로 저장하여 사용하는 구조
  • key 중복 불가
  • value 중복 가능
  • Entity를 추가할때 key가 중복디면 기존값을 덮어써버린다. 즉 추가와 수정메서드가 동일하다
  • Entry<K,V>타입은 key와 value를 쌍으로 가진 타입이다.

• map은 인터페이스이므로 객체생성을 할수없지만 구현을 통해서 생성가능하다
  • 가장 많이 사용하는 구현체 : HashMap<K,V>
  • Hashtable<K,V> 클래스 : 맵인터페이스를 구현한 클래스. 멀티스레드에 안전하지만 성능은 좋지 않은 과거버전이다. Hashtable<K,V>보다 HashMap<K,V>을 사용하자

• 장점 : 키값을 사용해서 검색 인덱스생성 -> 데이터 검색시간이 짧음.

HashMap<K,V> 전화번호 관리 어플리케이션 예시

• HashMap<K,V> 특징
  • 순서가 없음
  • default정렬기준은 키값
• 아래 예시는 가장 많이 사용하는 방식으로 꼭 암기할 것.

public class HashMapTest {
	Map<String, String> hMap = new HashMap<>();
	
	private void addMethod(){
		System.out.println("추가 결과 확인: "+hMap.put("강대표", "1234"));
		System.out.println("추가 결과 확인: "+hMap.put("서회장", "4567"));
		hMap.put("하지", "4567");
		hMap.put("우나", "9999");
	}
	
	private void retreveMethod(){
		System.out.println("총 entity 개수: "+hMap.size());
		Set<String> keys = hMap.keySet();
		for(String key : keys){
			System.out.println("키: "+key+"값: "+hMap.get(key));
		}
		String targetNumber = "4567";
		Set<Map.Entry<String, String>> entrySet = hMap.entrySet();
		for(Map.Entry<String, String> entry : entrySet){
			if(entry.getValue().equals(targetNumber)){
				System.out.println("번호가 "+targetNumber+"인 사람: "+entry.getKey());
			}
		}
		System.out.println("휘슬의 전화번호가 있는가? "+hMap.containsKey("휘슬"));
	}
	
	private void removeMethod(){
		hMap.remove("하지");
		System.out.println(hMap);
	}
	
	public static void main(String[] args) {
		HashMapTest hmt = new HashMapTest();
		hmt.addMethod();
		System.out.println(hmt);
		hmt.retreveMethod();
		hmt.removeMethod();
	}

}
//출력값
추가 결과 확인: null
추가 결과 확인: null
총 entity 개수: 4
키: 우나, 값: 9999
키: 하지, 값: 4567
키: 서회장, 값: 4567
키: 강대표, 값: 1234
번호가 4567인 사람: 하지
번호가 4567인 사람: 서회장
휘슬의 전화번호가 있는가? false
{우나=9999, 서회장=4567, 강대표=1234}

TreeMap<K,V> 개념과 그룹화와 정렬예시

• Map계열에도 Set계열처럼 정렬이 지원되는 TreeMap<K,V>가 존재한다.
• Key값을 이용해 내부에 저장된 Entry들을 정렬시킨다.
• 정렬방식 : TreeSet과 동일.

public class TreeMapTest {
	private static Map<String, String> initMap(Map<String, String> map){
		map.put("떡볶이", "4000원");
		map.put("순대", "4000원");
		map.put("만두튀김", "500원");
		map.put("야채튀김", "500원");
		return map;
	}
	
	public static void main(String[] args) {
		Map<String, String> map = initMap(new HashMap<>());
		System.out.println("HashMap의 정렬 상태1: "+map);
		Map<String, String> tmap = initMap(new TreeMap<>());
		System.out.println("TreeMap의 정렬 상태2: "+tmap);
		if(tmap instanceof NavigableMap<?, ?>){
			NavigableMap<String, String> navMap = (NavigableMap<String, String>) tmap;
			System.out.println("Nav맵의 맨 처음 요소: "+navMap.firstEntry());
			System.out.println("Nav맵의 내림차순 정렬: "+navMap.descendingMap());
		}
		
		Map<String, String> tmap2 = initMap(new TreeMap<>(new StringLengthComparator()));
		System.out.println("TreeMap글자길이 정렬 상태3: "+tmap2);
	}
}
//출력값
HashMap의 정렬 상태1: {만두튀김=500원, 야채튀김=500원, 순대=4000원, 떡볶이=4000원}
TreeMap의 정렬 상태2: {떡볶이=4000원, 만두튀김=500원, 순대=4000원, 야채튀김=500원}
Nav맵의 맨 처음 요소: 떡볶이=4000원
Nav맵의 내림차순 정렬: {야채튀김=500원, 순대=4000원, 만두튀김=500원, 떡볶이=4000원}
맵의 정렬 상태3: {순대=4000원, 떡볶이=4000원, 만두튀김=500원}

HashMap<K,V> 로또게임 예시

• 고급스러운 예시를 보자.

• 100만 번 랜덤한 숫자를 발생시킨 후 뽑힌번호를 키로, 빈도수를 값으로 Map<K,V>에 저장해놓고 빈도수를 기준으로 상위1~6번까지 뽑힌번호를 당첨번호, 보너스는 7번째번호를 출력하는 로또게임 예시

• compare() : Entry<K,v>를 정렬하기 위해 Comparator<>를 사용.

  • 1차 정렬 : 값을 사용하고 내림차순을 위해 -1 곱함
  • 2차 정렬 : 만약 1차정렬에서 동일한 값이 나온 경우 key를 이용하고 내림차순을 위해 -1 곱함.

class LottoEntryComparator implements Comparator<Entry<Integer, Integer>> {

	@Override
	public int compare(Entry<Integer, Integer> arg0, Entry<Integer, Integer> arg1) {
		int result = arg0.getValue().compareTo(arg1.getValue()) * -1;
		if(result == 0){ //1차정렬값이 동일한 경우
			result = arg0.getKey().compareTo(arg1.getKey()) * -1;
		}
		return result;
	}
}


public class MapLottoTest {

	public static void main(String[] args) {
		Map<Integer, Integer> lottoMap = new HashMap<>();
		Random rd = new Random();
		for(int i=0; i<100000; i++){
			int num = rd.nextInt(45)+1; //1부터 46까지의 숫자
			if(lottoMap.containsKey(num)){
				lottoMap.put(num, lottoMap.get(num)+1);
			}else{
				lottoMap.put(num, 1);
			}
		}
		sortLottoByV(lottoMap);
	}
	
	public static void sortLottoByV(Map<Integer, Integer> map){
		TreeSet<Map.Entry<Integer, Integer>> sortedEntries = new TreeSet<>(new LottoEntryComparator());
		sortedEntries.addAll(map.entrySet());
		String pattern = "{0}번호: {1}\t(총 누적:{2})";
		for (int i=0; i<7; i++){
			Entry<Integer, Integer> first = sortedEntries.pollFirst();
			String msg = null;
			if(i == 6){
				msg = MessageFormat.format(pattern, "보너스", first.getKey(), first.getValue());
			}else{
				msg = MessageFormat.format(pattern, "당첨", first.getKey(), first.getValue());
				
			}
			System.out.println(msg);
		}
	}

}
//출력값
당첨번호: 38	(총 누적:2,336)
당첨번호: 1	(총 누적:2,328)
당첨번호: 5	(총 누적:2,321)
당첨번호: 28	(총 누적:2,316)
당첨번호: 29	(총 누적:2,292)
당첨번호: 27	(총 누적:2,283)
보너스번호: 45	(총 누적:2,268)

Properties<K,V>

• 어플리케이션의 환경 설정 파일에 데이터를 읽고 쓰는 기능
• 일반적으로 확장자를 .properties로 작성.
• Entry형태로 값을 여러개 저장 가능.

• 예제 : 속성저장하고 읽기.

public class PropertiesTestWithFile {
	private final static String PROP_FILE_PATH="./config.properties";
	
	private static void saveToFile(){
		Properties props = new Properties();
		props.setProperty("id", "joji_K");
		props.setProperty("pw", "1234");
		props.setProperty("addr", "192.168.0.2");
		props.setProperty("이름", "민지");
		System.out.println("속성확인: "+props);
		
		try(FileWriter output = new FileWriter(PROP_FILE_PATH)){
			props.store(output, "System Config");
		}catch(Exception e){
			e.printStackTrace();
		}
	}
	
	private static void loadFromFile(){
		Properties props = new Properties();
		try(FileReader input = new FileReader(PROP_FILE_PATH)){
			props.load(input);
			Set<String> keys = props.stringPropertyNames();
			for(String key:keys){
				System.out.println(key+" : "+props.getProperty(key));
			}
		}catch(Exception e){
			e.printStackTrace();
		}
	}
	
	public static void main(String[] args) {
		saveToFile();
		loadFromFile();
	}

}
//출력값
속성확인: {이름=민지, pw=1234, addr=192.168.0.2, id=joji_K}
이름 : 민지
pw : 1234
addr : 192.168.0.2
id : joji_K

• 동일한 프로젝트안에 config.properties파일명으로 properties파일이 생성된 것을 확인할 수 있다.