자바 기초 공부 일지 38. 컬렉션 프레임 워크 (1) Lise<E> 인터페이스

 

자료 구조란 IT학문 분야 중 하나입니다.

프로그램을 짜다보면 데이터가 많아지는데 어떻게 하면 효율적으로 관리할 수 있을지에 대한 구조의 연구예요.

자료 구조를 인터페이스 구조로 정리를 해놓는데, 그 구조의 집합을 컬렉션 프레임 워크라고 합니다. 

 

즉, 컬렉션 프레임 워크는 자바에서 자료구조를 정의해 표준 인터페이스 형태로 제공하는 것입니다. 

 

컬렉션 프레임 워크 골격에 해당하는 인터페이스들은 다음과 같습니다. 

 

출처 : 윤성우의 열혈 자바 프로그래밍

 

자료 구조 및 알고리즘을 구현해 놓은 일종의 라이브러리이고, 제네릭을 기반으로 구현이 되어 있습니다. 

각 인터페이스를 하나씩 살펴볼게요. 

 

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1. Lise<E> 인터페이스 

데이터를 일렬로 보관합니다. 마치 배열과도 같이요. 

리스트에 대한 특징을 알아볼게요. 

 

- 선형적인 자료구조입니다.  (일렬로 데이터를 보관)

(선형적 구조 : 직선인 구조. 일렬의 구조.

비선형적 구조 : 직선 모양이 아닌 구조. ) 

- 데이터의 저장 순서를 유지합니다. 

- 동일한 데이터도 두 번 이상 저장할 수 있습니다. (중복 저장 허용) 

 

인터페이스로는 인스턴스가 생성 불가능하므로, 리스트는 인터페이스로 구성된 클래스를 제공합니다.

-  ArrayList<E>  배열 기반 자료구조, 배열을 이용하여 인스턴스를 저장. (배열 리스트) 

개발네발 그림

 

-  LinkedList<E>  리스트 기반 자료구조, 리스트를 구성하여 인스턴스를 저장 (연결 기반 리스트, 동적인 리스트)

네발개발 그림..

 

ArrayList<E>의 예제를 들어보겠습니다. 

public static void main(String[] args) {
   List<String> list = new ArrayList<>(); // 컬렉션 인스턴스 생성
   //객체는 ArrayList 를 만들고, List 타입으로 사용한다. 
   
   // 컬렉션 인스턴스에 문자열 인스턴스 저장
   list.add("Toy");
   list.add("Box");
   list.add("Robot");

   // 저장된 문자열 인스턴스의 참조
   for(int i = 0; i < list.size(); i++)
      System.out.print(list.get(i) + '\t');
   System.out.println();

   list.remove(0); // 첫 번째 인스턴스 삭제

   // 첫 번째 인스턴스 삭제 후 나머지 인스턴스들을 참조
   for(int i = 0; i < list.size(); i++)
      System.out.print(list.get(i) + '\t');
   System.out.println();
}

LinkedList<E> 의 예제를 들어보겠습니다. 

 

public static void main(String[] args) {
   List<String> list = new LinkedList<>();    // 유일한 변화!!!
   
   // 컬렉션 인스턴스에 문자열 인스턴스 저장
   list.add("Toy");
   list.add("Box");
   list.add("Robot");

   // 저장된 문자열 인스턴스의 참조
   for(int i = 0; i < list.size(); i++)
      System.out.print(list.get(i) + '\t');
   System.out.println();

   list.remove(0); // 첫 번째 인스턴스 삭제

   // 첫 번째 인스턴스 삭제 후 나머지 인스턴스들을 참조
   for(int i = 0; i < list.size(); i++)
      System.out.print(list.get(i) + '\t’);
   System.out.println();
}

리스트 기반 자료구조는 열차 칸을 더하고 빼는 형태의 자료구조입니다. 

 인스턴스 저장 → 열차 칸을 하나 더합니다.
 인스턴스 삭제 → 해당 열차 칸을 삭제합니다. 

 

데이터가 없으면 데이터 공간은 비어 있습니다.

데이터가 추가 될수록 할당이 되는 것으로 배열보다 메모리 효율이 좋을 수도 있습니다.

단, 동적 할당이므로 처리 속도가 느립니다.

 

ArrayList<E>	LinkedList<E>
ArrayList<E>의 단점  - 저장 공간을 늘리는 과정에서 시간이 비교적 많이 소요됩니다.  - 인스턴스의 삭제 과정에서 많은 연산이 필요할 수 있습니다. 따라서 느릴 수 있습니다. (배열 기반이므로 삭제를 하면 배열을 다시 정렬을 해야하기 때문)  ArrayList<E>의 장점  - 저장된 인스턴스의 참조가 빠릅니다.	LinkedList<E>의 단점  - 저장된 인스턴스의 참조 과정이 배열에 비해 복잡합니다. 따라서 느릴 수 있습니다. (배열처럼 인덱스 번호가 붙어있는 것이 아니므로 해당 데이터가 발견될 때까지 처음부터 반복문으로 따라가야 하기 때문)  LinkedList<E>의 장점  - 저장 공간을 늘리는 과정이 간단합니다.  - 저장된 인스턴스의 삭제 과정이 단순합니다. (연결이 끊어지면 그 다음 인스턴스로 이어집니다.)

 

다음 예제를 한 번 더 확인해보겠습니다. 

 

import java.util.List;      // 자바 유틸 import
import java.util.LinkedList;
import java.util.Iterator;

class IteratorCollection {
    public static void main(String[] args) {
        List<String> list = new LinkedList<>(); // 리스트형 인터페이스 생성  
        
        // 인스턴스 저장 
        list.add("Toy");  list.add("Box");
        list.add("Robot");  list.add("Box");
	
        // 반복자 획득
        Iterator<String> itr = list.iterator(); //Iterator 는 값을 가져오거나 삭제할 때 사용 
        
        // 반복자를 이용한 순차적 참조
        while(itr.hasNext())
            System.out.print(itr.next() + '\t');

        System.out.println();
        
        // 반복자 다시 획득 (처음부터 다시 읽을 수 있도록 반복자를 다시 읽음)
        itr = list.iterator();
                		
        // "Box"의 삭제 
        String str;
        while(itr.hasNext()) {
            str = itr.next();
            
            if(str.equals("Box"))
                itr.remove();
        }
    
        // 반복자 다시 획득 (지워진 후의 결과를 확인할 수 있음)
        itr = list.iterator();
        
        // 삭제 후 결과 확인
        while(itr.hasNext())
            System.out.print(itr.next() + '\t');

        System.out.println();
    }
}

 

리스트만 가지고 있는 양방향 반복자가 있습니다.

즉, 앞에서 읽는 것과 뒤에서 읽는 것 둘 다 가능하다는 것입니다.  

참조 정보가 양 방향에 있을 수 있습니다. 

정말 개발네발 그림..

 

public ListIterator<E> listIterator()    // List<E> 인터페이스의 메소드

      → ListIterator<E>는 Iterator<E>을 상속합니다. 

E next()   　　　　　　　　　다음 인스턴스의 참조 값을 반환 boolean hasNext()   　　　　next 메소드 호출 시 참조 값 반환 가능 여부 확인 void remove()　　　　　　   next 메소드 호출을 통해 반환했던 인스턴스를 삭제 E previous()   　　　　　　　next 메소드와 기능은 같고 방향만 반대 boolean hasPrevious()   　　hasNext 메소드와 기능은 같고 방향만 반대 void add(E e) 　　　　　　 인스턴스의 추가 void set(E e)   　　　　　　인스턴스의 변경