Table of Contents

• 자바 컬렉션 프레임워크 소개
  • 1. 컬렉션 프레임워크란?
  • 2. 컬렉션 프레임워크의 특징
  • 3. 주요 컬렉션 인터페이스
    • 3.1 List (리스트)
    • 3.2 Set (집합)
    • 3.3 Map (맵)
  • 4. 컬렉션 프레임워크의 필요성
• 자바 컬렉션 프레임워크 - List 인터페이스
  • 1. List 인터페이스란?
  • 2. 주요 특징
  • 3. 주요 구현 클래스
    • 3.1 ArrayList
    • 3.2 LinkedList
    • 3.3 Vector
  • 4. 주요 메서드
  • 5. List vs 배열
  • 6. 결론
• 자바 컬렉션 프레임워크 - Set 인터페이스
  • 1. Set 인터페이스란?
  • 2. 주요 특징
  • 3. 주요 구현 클래스
    • 3.1 HashSet
    • 3.2 TreeSet
    • 3.3 LinkedHashSet
  • 4. 주요 메서드
  • 5. Set vs List
  • 6. 결론
• 자바 컬렉션 프레임워크 - Map 인터페이스
  • 1. Map 인터페이스란?
  • 2. 주요 특징
  • 3. 주요 구현 클래스
    • 3.1 HashMap
    • 3.2 TreeMap
    • 3.3 LinkedHashMap
    • 3.4 Hashtable
  • 4. 주요 메서드
  • 5. Map vs List vs Set
  • 6. 결론

자바 컬렉션 프레임워크 소개

1. 컬렉션 프레임워크란?

자바 컬렉션 프레임워크(Java Collection Framework, JCF)는 여러 개의 데이터를 효율적으로 저장하고 관리할 수 있도록 설계된 클래스 및 인터페이스의 집합입니다. 이를 통해 자료구조와 알고리즘을 표준화하여 코드의 재사용성을 높이고, 성능을 최적화할 수 있습니다.

2. 컬렉션 프레임워크의 특징

• 자료구조 제공: 리스트(List), 집합(Set), 맵(Map) 등의 다양한 자료구조를 제공합니다.
• 일관된 인터페이스: 컬렉션 클래스들은 공통된 인터페이스를 구현하여 일관된 방법으로 데이터를 다룰 수 있습니다.
• 유연성: 다양한 데이터 처리 방식을 지원하며, 필요에 따라 다른 구현체로 쉽게 변경할 수 있습니다.
• 성능 최적화: 내부적으로 효율적인 알고리즘이 적용되어 성능을 향상시킵니다.

3. 주요 컬렉션 인터페이스

컬렉션 프레임워크는 크게 세 가지 주요 인터페이스로 나뉩니다:

3.1 List (리스트)

• 순서가 있는 데이터 집합이며, 중복을 허용합니다.
• 대표적인 구현체: ArrayList, LinkedList, Vector

3.2 Set (집합)

• 순서가 없고, 중복을 허용하지 않습니다.
• 대표적인 구현체: HashSet, TreeSet, LinkedHashSet

3.3 Map (맵)

• 키(Key)와 값(Value)으로 이루어진 데이터 집합이며, 키는 중복을 허용하지 않습니다.
• 대표적인 구현체: HashMap, TreeMap, LinkedHashMap

4. 컬렉션 프레임워크의 필요성

• 배열보다 더 강력한 기능을 제공하며, 크기 조정이 자동으로 이루어집니다.
• 정렬, 탐색, 수정 등 다양한 기능이 내장되어 있어 개발자가 직접 구현할 필요가 없습니다.
• 다양한 자료구조를 지원하여 데이터 처리 방식을 유연하게 선택할 수 있습니다.

자바 컬렉션 프레임워크 - List 인터페이스

1. List 인터페이스란?

List 인터페이스는 순서가 있는 데이터의 집합을 표현하며, 중복 요소를 허용하는 특징이 있습니다. 배열과 유사하지만 크기가 동적으로 변하며, 다양한 메서드를 제공하여 요소 추가, 삭제, 검색 등을 효율적으로 처리할 수 있습니다.

2. 주요 특징

• 순서 보장: 삽입한 순서를 유지합니다.
• 중복 허용: 동일한 값을 여러 개 저장할 수 있습니다.
• 인덱스 기반 접근: 요소를 인덱스를 통해 직접 접근할 수 있습니다.
• 다양한 구현체 제공: ArrayList, LinkedList, Vector 등이 존재합니다.

3. 주요 구현 클래스

자바의 List 인터페이스는 다양한 구현 클래스를 제공합니다. 각 클래스의 특성과 차이점을 이해하면 상황에 맞는 적절한 자료구조를 선택할 수 있습니다.

3.1 ArrayList

• 내부적으로 배열을 사용하여 요소를 저장합니다.
• 검색 속도가 빠름 (O(1), 인덱스 기반 접근 가능)
• 삽입, 삭제가 상대적으로 느림 (O(n), 중간 요소 이동 필요)
• 용도: 조회가 많고, 삽입/삭제가 적은 경우

List<String> arrayList = new ArrayList<>();
arrayList.add("Java");
arrayList.add("Python");
System.out.println(arrayList.get(0)); // Java

3.2 LinkedList

• 이중 연결 리스트(Doubly Linked List)로 구현되어 있음
• 삽입, 삭제 속도가 빠름 (O(1), 노드 포인터 변경만 필요)
• 검색 속도가 상대적으로 느림 (O(n), 순차 탐색 필요)
• 용도: 삽입/삭제가 빈번한 경우

List<String> linkedList = new LinkedList<>();
linkedList.add("C");
linkedList.add("C++");
linkedList.addFirst("Assembly");
System.out.println(linkedList); // [Assembly, C, C++]

3.3 Vector

• ArrayList와 유사하지만 동기화(synchronized) 지원
• 멀티스레드 환경에서 안전하지만 단일 스레드 환경에서는 성능이 다소 느림
• 일반적으로 ArrayList를 사용하고, 동기화가 필요하면 Collections.synchronizedList() 활용

List<String> vector = new Vector<>();
vector.add("Go");
vector.add("Rust");
System.out.println(vector); // [Go, Rust]

4. 주요 메서드

List<String> list = new ArrayList<>();
list.add("Java");
list.add("Kotlin");
list.remove("Java");
System.out.println(list.contains("Kotlin")); // true

5. List vs 배열

6. 결론

자바의 List 인터페이스는 순서가 있는 데이터를 저장하고 관리하는 데 최적화된 자료구조입니다. 특정 작업에 맞는 구현체(ArrayList, LinkedList, Vector)를 선택하면 보다 효율적인 성능을 얻을 수 있습니다.

자바 컬렉션 프레임워크 - Set 인터페이스

1. Set 인터페이스란?

Set 인터페이스는 중복을 허용하지 않는 데이터 집합을 표현하는 자료구조입니다. 요소의 저장 순서를 보장하지 않으며, 고유한 데이터를 관리하는 데 유용합니다.

2. 주요 특징

• 중복 허용 X: 동일한 요소가 두 번 이상 저장될 수 없습니다.
• 순서 보장 X: 삽입한 순서대로 요소가 유지되지 않을 수 있습니다.
• 빠른 탐색 성능: 특정 요소 포함 여부 확인이 빠릅니다.
• 다양한 구현체 제공: HashSet, TreeSet, LinkedHashSet 등이 존재합니다.

3. 주요 구현 클래스

자바의 Set 인터페이스는 다양한 구현 클래스를 제공하며, 각 클래스는 내부적으로 다른 방식으로 요소를 관리합니다.

3.1 HashSet

• 해시 테이블을 기반으로 동작하여 요소를 저장합니다.
• 순서를 보장하지 않음
• 빠른 탐색과 삽입/삭제 성능 제공 (O(1) 평균 성능)
• 용도: 빠른 검색이 필요하고 요소 순서가 중요하지 않은 경우

Set<String> hashSet = new HashSet<>();
hashSet.add("Java");
hashSet.add("Python");
hashSet.add("Java"); // 중복 값 추가되지 않음
System.out.println(hashSet); // [Python, Java] (순서는 다를 수 있음)

3.2 TreeSet

• 이진 탐색 트리(레드-블랙 트리) 구조로 정렬을 유지합니다.
• 오름차순 정렬 (기본적으로 Comparable 또는 Comparator 적용 가능)
• 검색, 추가, 삭제 속도가 O(log n)
• 용도: 정렬이 필요한 경우

Set<Integer> treeSet = new TreeSet<>();
treeSet.add(30);
treeSet.add(10);
treeSet.add(20);
System.out.println(treeSet); // [10, 20, 30] (정렬된 상태 유지)

3.3 LinkedHashSet

• HashSet과 유사하지만 삽입 순서를 유지합니다.
• 내부적으로 이중 연결 리스트를 사용하여 순서를 유지
• 용도: 순서를 보존하면서 중복을 방지하고 싶을 때

Set<String> linkedHashSet = new LinkedHashSet<>();
linkedHashSet.add("C");
linkedHashSet.add("C++");
linkedHashSet.add("Java");
System.out.println(linkedHashSet); // [C, C++, Java] (삽입 순서 유지)

4. 주요 메서드

Set<String> set = new HashSet<>();
set.add("Java");
set.add("Kotlin");
set.remove("Java");
System.out.println(set.contains("Kotlin")); // true

5. Set vs List

6. 결론

자바의 Set 인터페이스는 중복을 허용하지 않는 데이터를 저장하고 관리하는 데 최적화된 자료구조입니다. 특정 작업에 맞는 구현체(HashSet, TreeSet, LinkedHashSet)를 선택하면 보다 효율적인 성능을 얻을 수 있습니다.

자바 컬렉션 프레임워크 - Map 인터페이스

1. Map 인터페이스란?

Map 인터페이스는 키(Key)와 값(Value)의 쌍으로 데이터를 저장하는 자료구조입니다. 각 키는 고유(unique) 하며, 하나의 키에 하나의 값만 매핑될 수 있습니다.

2. 주요 특징

• 키(Key) 중복 불가: 동일한 키를 사용하여 값을 저장하면 기존 값이 덮어쓰기됩니다.
• 값(Value) 중복 가능: 서로 다른 키에 동일한 값을 저장할 수 있습니다.
• 빠른 검색 성능: 키를 기반으로 값을 빠르게 조회할 수 있습니다.
• 다양한 구현체 제공: HashMap, TreeMap, LinkedHashMap, Hashtable 등이 존재합니다.

3. 주요 구현 클래스

자바의 Map 인터페이스는 다양한 구현 클래스를 제공하며, 각 클래스는 내부적으로 다른 방식으로 데이터를 관리합니다.

3.1 HashMap

• 해시 테이블 기반의 Map 구현체
• 순서를 보장하지 않음
• 검색, 삽입, 삭제 속도가 빠름 (O(1) 평균 성능)
• 멀티스레드 환경에서 동기화되지 않음
• 용도: 빠른 조회가 필요하지만 순서가 중요하지 않은 경우

Map<String, Integer> hashMap = new HashMap<>();
hashMap.put("Apple", 3);
hashMap.put("Banana", 2);
hashMap.put("Apple", 5); // 기존 값 덮어쓰기
System.out.println(hashMap); // {Banana=2, Apple=5}

3.2 TreeMap

• 이진 탐색 트리(레드-블랙 트리) 구조를 사용하여 키를 자동 정렬
• 키를 기준으로 오름차순 정렬 (기본적으로 Comparable 또는 Comparator 적용 가능)
• 검색, 삽입, 삭제 속도가 O(log n)
• 용도: 키를 정렬된 순서로 유지해야 할 때

Map<Integer, String> treeMap = new TreeMap<>();
treeMap.put(3, "Three");
treeMap.put(1, "One");
treeMap.put(2, "Two");
System.out.println(treeMap); // {1=One, 2=Two, 3=Three}

3.3 LinkedHashMap

• HashMap과 유사하지만 삽입 순서를 유지
• 내부적으로 이중 연결 리스트를 사용하여 순서를 보존
• 용도: 삽입 순서를 유지하면서 키-값을 저장할 때

Map<String, Integer> linkedHashMap = new LinkedHashMap<>();
linkedHashMap.put("Java", 1995);
linkedHashMap.put("Python", 1991);
linkedHashMap.put("C", 1972);
System.out.println(linkedHashMap); // {Java=1995, Python=1991, C=1972}

3.4 Hashtable

• HashMap과 유사하지만 스레드 안전(synchronized)
• 멀티스레드 환경에서 동기화를 제공하지만 단일 스레드 환경에서는 HashMap보다 성능이 느림
• 현대적 개발에서는 ConcurrentHashMap을 더 많이 사용함

Map<String, Integer> hashtable = new Hashtable<>();
hashtable.put("A", 1);
hashtable.put("B", 2);
System.out.println(hashtable); // {A=1, B=2}

4. 주요 메서드

Map<String, String> map = new HashMap<>();
map.put("A", "Apple");
map.put("B", "Banana");
System.out.println(map.get("A")); // Apple
System.out.println(map.containsKey("B")); // true
System.out.println(map.keySet()); // [A, B]

5. Map vs List vs Set

6. 결론

자바의 Map 인터페이스는 키-값 쌍을 저장하고 관리하는 데 최적화된 자료구조입니다. 특정 작업에 맞는 구현체(HashMap, TreeMap, LinkedHashMap, Hashtable)를 선택하면 보다 효율적인 성능을 얻을 수 있습니다.