[JAVA] 자바 Collection개념,상속도, 파생클래스들

컬렉션(Collection)

이름에서도 알 수 있듯이 자료들을 효율적으로 모을 수 있는 자료구조를 의미합니다. Collection의 상속구조는 아래의 그림과 같습니다.

 

주황색 상자는 인터페이스, 파란색 상자는 클래스를 의미하며 파란색 화살표는 extends, 녹색 화살표는 implements의 관계를 나타냅니다.

 

Collection이라는 인터페이스는 Collection 계층의 최상위 인터페이스입니다. Iterable이라는 인터페이스를 상속했다는 것을 알 수 있고, Map은 Collection 인터페이스를 상속하지는 않지만 자바의 JCF(Java Collections Framework)에 포함됩니다. 

 

 

Collection 인터페이스의 메소드들을 간단히 살펴보도록 하겠습니다. 별로 어려운 메소드는 없을 것 같습니다.

boolean	add(E e) 요소를 추가합니다.
boolean	addAll(Collection<? extends E> c) Collection 타입의 매개변수에 있는 모든 요소를 추가합니다.
void	clear() Collection의 모든 요소를 지웁니다.
boolean	contains(Object o) 인자 o가 이 Collection에 속한다면 true를 반환하고 없다면 false를 반환합니다.
boolean	containsAll(Collection<?> c) Collection c의 원소들이 이 Collection에 모두 존재한다면 true, 그렇지 않으면 false를 반환합니다.
boolean	equals(Object o) o와 같은 객체인지 아닌지 확인합니다.
int	hashCode() 이 Collection의 해쉬코드를 반환합니다.
boolean	isEmpty() 이 Collection이 비어있는지 확인합니다.
Iterator<E>	iterator() 이 Collection의 반복자(Iterator)를 반환합니다. Set같은 Collection은 순서를 고려하지 않기때문에 iterator로 원소를 순회합니다. Iterator의 대표적인 메소드는 hasNext와 next가 있습니다.
boolean	remove(Object o) o와 같은 원소가 이 Collection에 존재한다면 삭제합니다.
boolean	removeAll(Collection<?> c) 이 Collection에 Collection c를 모두 제거합니다.
boolean	retainAll(Collection<?> c) 매개변수 c의 요소들만을 남겨둡니다.
int	size() 원소의 사이즈를 반환합니다.
Object[]	toArray() 이 Collection의 모든 요소를 포함하는 배열로 반환합니다.
<T> T[]	toArray(T[] a) 지정한 타입의 배열로 변환합니다.

 

 

이제 Collection을 상속받는 List, Set, Queue와 Map에 관한 간단한 설명을 시작하도록 하겠습니다. 한 번더 이야기하자면 아래의 Collection은 전부 인터페이스로 스스로 객체생성이 불가능하다는 것을 알아두세요.

1. List

순서가 중요한 Collection입니다. 순서가 있는 데이터의 집합으로 데이터의 중복을 허용합니다. 기존의 배열과는 다르게 크기가 동적으로 변합니다.

 

파생클래스

Vector, ArrayList : 두 클래스는 같이 설명하겠습니다. 우선 기본적인 동작은 원소를 추가, 삭제하는 것은 둘 다 비슷합니다. 하지만 Vector는 동기화 처리가되어있습니다. 즉, 하나의 스레드만이 Vector에 요소를 추가하거나 삭제가 가능하지요. 스레드에 대해서 안전하지만 느리다는 단점이 있습니다. 하지만 ArrayList는 동기화가 되어있지 않습니다. 그렇기 스레드에 대해 안전하지 않습니다. 하지만 추가, 삭제가 빠르다는 장점이 있습니다.

단일쓰레드 환경에서 개발할때에는 ArrayList를 쓰는것이 바람직하다고 할 수 있습니다.

LinkedList : 자료구조를 배웠다면 이해가 수월할 것인데, 간단히 말하면 각각의 요소는 다음 요소를 가리키고 있어 추가, 삭제 연산이 빠릅니다.

 

 

2. Set

순서가 없는 데이터의 집합으로 데이터의 중복을 허용하지 않습니다. 우리가 중딩시절에 배운 집합을 떠올리면 될텐데요. 참고로 저는 집합이 나오고 수학을 포기했습니다.

 

파생클래스

HashSet : 내부적으로 해싱을 이용해서 구현된 클래스입니다. Set 파생클래스에서 가장 성능이 우수합니다.

TreeSet : 내부적으로 레드-블랙 트리 방식으로 구현된 클래스입니다. 레드- 블랙 트리는 이진 탐색 트리의 일종으로 log(n)의 속도로 삽입, 삭제, 검색이 가능합니다. HashSet보다는 성능이 느립니다.

 

3. Queue

아마 너무나도 잘 알고 있을 Queue는 기본적으로 선입 선출(First-In First-Out) 형식의 자료구조입니다. 먼저 들어온 원소가 먼저 나간다는 Collection입니다.

 

파생클래스

PriorityQueue : 들어온 순서가 아니라 우선순위 별로 Queue에서 원소를 꺼내옵니다. 우선순위는 Comparable 인터페이스로 정할 수 있습니다.

ArrayDeque : 보통의 큐와는 다르게 큐의 양쪽에서 원소를 꺼내올 수 있는 Collection입니다.

 

4. Map

Map은 키-데이터(Key-Value) 쌍으로 자료를 보관하고 있습니다. Map에서 순서는 고려되지 않는 편이며 키는 중복을 허용할 수 없습니다.

 

파생클래스

HashMap : 키-값의 쌍으로 값을 가져올 수 있는 대표적인 Map의 Collection입니다. 동기화를 보장하지 않습니다. 키-값으로 쉽게 데이터를 검색할 수 있습니다. 단일 스레드에서 개발한다면 HashMap을 사용합시다.

또한 HashMap은 특이하게도 키 또는 값에 null을 저장할 수 있다는 점입니다.

Hashtable : HashMap과 사용법이 거의 동일한데, 다른점은 동기화를 보장한다는 것입니다. 그렇기 때문에 HashMap보다는 무겁겠죠?

또 HashMap과는 다르게 키 또는 값에 null을 사용할 수 없습니다.

SortedMap : 이름에서도 알 수 있듯이 정렬이 된 Map구조입니다. 

 

다음 포스팅에는 파생클래스를 사용하는 방법에 대해 알아보도록 하겠습니다.