자바의 정석 127~134강 ch11 컬렉션 프레임웍(2)

자바의 정석 기초편(2020최신)

ch 11-30~33 Comparator와 Comparable

1. Comparator와 Comparable

객체 정렬에 필요한 메서드(정렬기준 제공)를 정의한 인터페이스

 

Comparator : 기본 정렬기준을 구현할 때 사용

public interface Comparator {
	int compare(Object o1, Object o2); // o1과 o2 두 객체를 비교, 0 o1=o2 양수 o1>o2, 음수 o1<o2
	boolean equals(Object obj); // equals 오버라이딩
}

Comparable : 기본 정렬기준 외 다른 기준으로 정렬하고자 할 때 사용

public interface Comparable {
	int compareTo(Object o); // 주어진 객체 o와 자신this을 비교
}

sort() :  두 대상을 비교해 자리바꿈

정렬 기준을 정해줄 때 사용하는 것이 Comparator, Comparable

 

2. compare(), CompareTo()

두 객체의 비교결과를 반환

같으면 0, 오른쪽이 크면 음수, 오른쪽이 작으면 양수

 

3. String의 정렬

정렬 : 대상과 기준이 필요

sort(Object[] a) → 기준이 없지만, 지정된 객체가 가지고 있는 Comparable에 의해 기준 제공되어 정렬됨

CASE_INTENSITIVE_ORDER : String의 Comparator, 대소문자 구분 안 함

class Ex11_7 {
	public static void main(String[] args) {
		String[] strArr = {"cat", "Dog", "lion", "tiger"};

		Arrays.sort(strArr); // String의 Comparable구현에 의한 정렬
		// String 클래스에 compareTo()에 의해 기준이 제공
		System.out.println("strArr=" + Arrays.toString(strArr));

		Arrays.sort(strArr, String.CASE_INSENSITIVE_ORDER); // 대소문자 구분 안함
		// String 클래스에 있는 정렬기준
		System.out.println("strArr=" + Arrays.toString(strArr));

		Arrays.sort(strArr, new Descending()); // 역순정렬
		// 직접 정의해서 사용
		System.out.println("Descending strArr=" + Arrays.toString(strArr));
	}
}

class Descending implements Comparator { 
	public int compare(Object o1, Object o2){
		if( o1 instanceof Comparable && o2 instanceof Comparable) {
			Comparable c1 = (Comparable)o1;
			Comparable c2 = (Comparable)o2;
			return c1.compareTo(c2) * -1 ; // -1을 곱해서 기본 정렬방식의 역으로 변경
			// 또는 c2.compareTo(c1)와 같이 순서를 바꿔도 동일 결과
		}
		return -1;
	} 
}

 

4. Integer와 Comparable

sort() 수행하는 과정에서 compareTo() 호출해서 반환 값에 의해 자리바꿈

 

---

ch 11-34~36 HashSet(1)

1. HashSet

순서 없고 중복 불가

Set인터페이스를 구현한 대표적인 컬렉션 클래스

LinkedHashSet : 순서 유지

TreeSet : 범위 검색과 정렬에 유리한 컬렉션 클래스, 데이터 추가, 삭제에 시간 오래 걸림

생성자 또는 메서드	내용
HashSet()	생성자
HashSet(Collection c)	생성자
HashSet(int initialCapacity)	초기용량
HashSet(int initialCapacitym float loadFactor)	초기용량 설정 후 loadFctor만큼 차면 용량 2배로 늘림
boolean add(Object o)	추가
boolean addAll(Collection c)	모두 추가, 합집합
boolean remove(Object o)	객체o 삭제
boolean removeAll(Collection c)	c에 있는 여러 객체들 삭제, 차집합
boolean retainAll(Collection c)	조건부 삭제, 교집합, c에 있는 것만 제외하고 삭제
void clear()	모두 삭제
boolean contains(Object o)	객체o 포함 확인
boolean containsAll(Collection c)	c 여러 객체 포함 확인
Iterator iterrator()	컬렉션 요소 읽기
boolean isEmpty()	비어있는지 확인
int size()	저장된 객체의 갯수
Object[] toArray()	저장되어 있는 객체 array로 반환
Object[] toArray(Object[] a)	저장되어 있는 객체 array로 반환

 

---

ch 11-37~38 HashSet(2)

1. add(Object o)

객체를 저장하기 전에 기존에 같은 객체가 있는지 확인

add메서드 호출하면 저장할 객체를 비교하기 위해 equals()와 hashCode()를 호출

equals() hashCode()가 오버라이딩 되어있지 않으면 비교작업이 제대로 동작하지 않음

class Ex11_11 {
	public static void main(String[] args) {
		HashSet set = new HashSet();

		set.add("abc");
		set.add("abc"); // 중복이라 저장안됨
		set.add(new Person("David",10));
		set.add(new Person("David",10)); 
        // 중복인데 저장됨 -> equlas(), hashCode() 오버라이딩 안함

		System.out.println(set);
	}
}

// equals(), hashCode() 오버라이딩해야 HashSet 바르게 동작 
class Person {
	String name;
	int age;

	Person(String name, int age) {
		this.name = name;
		this.age = age;
	}

	public String toString() {
		return name +":"+ age;
	}
	
    // 오버라이딩
	@Override
	public int hashCode() {
		return Objects.hash(age, name);
	}
	
	@Override
	public boolean equals(Object obj) {
		if (this == obj)
			return true;
		if (obj == null)
			return false;
		if (getClass() != obj.getClass())
			return false;
		
		if(!(obj instanceof Person)) 
			return false;
		Person p = (Person) obj;
		
		return age == p.age && Objects.equals(name, p.name);
	}
}

 

2. 차집합, 교집합, 합집합 구현하기

// 교집합
Iterator it = setB.iterator();
while(it.hasNext()) {
    Object tmp = it.next(); // B를 하나씩 꺼내옴
    if(setA.contains(tmp)) // setA에 B가 있는지 확인 true만 저장
        setKyo.add(tmp);
}

// 합집합 a+b
it = setA.iterator();
while(it.hasNext())
    setHab.add(it.next());

it = setB.iterator();
while(it.hasNext())
    setHab.add(it.next());

// 차집합 a-b
it = setA.iterator();
while(it.hasNext()) {
    Object tmp = it.next(); // A를 하나씩 꺼내옴
    if(!setB.contains(tmp)) // setB에 A가 있는지 확인해서 false만(B에 없는것만) 저장
        setCha.add(tmp);
}

 

3. 차집합, 교집합, 합집합 간단하게 메서드로 구현

// 교집합 retainAll
setA.retainAll(setB);

// 합집합 addAll
setA.addAll(setB); // 중복 제외하고 B모두 저장

// 차집합 removeAll
setA.removeAll(setB);

---

ch 11-39~41 TreeSet(1)

1. TreeSet

이진 탐색 트리로 구현, 범위탐색(from~to), 정렬에 유리

이진트리

이진트리 binary tree : 모든 노드가 최대 2개의 하위 노드를 가짐

각 요소가 나무 형태로 연결(LinkedList의 변형)

트리노드 TreeNode : 연결되어 있는 요소 의미, 왼쪽 자식노드, 저장할 객체, 오른쪽 자식노드로 구성

class TreeNode {
	TreeNode left; // 왼쪽 자식 노드
	Object element; // 저장할 객체
	TreeNode right; // 오른쪽 자식 노드
}

 

2. 이진 탐색 트리 binary search tree

부모보다 작은 값은 왼쪽, 큰 값은 오른쪽에 저장

데이터가 많아질수록 추가, 삭제 시간이 오래 걸림(비교 횟수 증가로 인해)

이진 탐색 트리

 

3. TreeSet

boolean add(Object o) : 데이터 저장, compare() 호출해서 비교해서 저장

루트부터 트리를 따라 내려가며 값을 비교해 저장, 작으면 왼, 크면 오른쪽 저장

 

---

ch 11-42~45 TreeSet(2)

1. 생성자와 주요 메서드

add, remove, size, isEmpty, iterator 등 Collection 인터페이스에서 가지고 있는 메서드도 있음

생성자 또는 메서드	설명
TreeSet()	기본 생성자, 정렬기준은 comparable로 비교기준 제공
TreeSet(Collection c)	주어진 컬렉션 c를 저장하는 TreeSet 생성
TreeSet(Comparator comp)	주어진 정렬기준 comp로 정렬하는 TreeSet 생성
Object first()	정렬된 순서에서 첫 번째 객체 반환
Object last()	정렬된 순서에서 마지막 객체 반환
Object ceiling(Object o)	o와 같은 객체, 없으면 큰 값을 가진 객체 중 제일 가까운 값 객체 반환, 없으면 null
Object floor(Object o)	o와 같은 객체, 없으면 작은 값을 가진 객체 중 제일 가까운 값 객체 반환, 없으면 null
Object higher(Object o)	o보다 큰 값을 가진 객체 중 가까운 값의 객체 반환, 없으면 null
Object lower(Object o)	o보다 작은 값을 가진 객체 중 가까운 값의 객체 반환, 없으면 null
SortedSet subSet(Object fromElement, Object toElement)	범위 검색(from~to)의 결과를 반환, toElement는 포함X
Sorted headSet(Object toElement)	지정 객체보다 작은 값 객체 반환
SortedSet tailSet(Object fromElement)	지정 객체보다 큰 값 객체 반환

class Ex11_13 {
	public static void main(String[] args) {
		Set treeSet = new TreeSet(); // 정렬되어 정렬 필요없음
		Set hashSet = new HashSet(); // 정렬 필요
		Set treeSetComp = new TreeSet(new TestComp()); // 정렬 기준 넣어서 생성
		Set treeSetComparable = new TreeSet();
		
		for (int i = 0; treeSet.size() < 6 ; i++) {
			int num = (int)(Math.random()*45) + 1;
			treeSet.add(num);
			// set.add(new Integer(num)); Integer에 정렬기준 comparable이 있어 오류 안남
			hashSet.add(num);  // 정렬 안됨
			treeSetComp.add(new Test()); // 정렬기준이 없어 에러발생
			treeSetComparable.add(new Test2()); // 저장 객체가 comparable 비교 기준을 가지고 있어 정렬되어 저장
		}
		
		System.out.println("treeSet: " + treeSet);
		System.out.println("hashSet: " + hashSet);
		System.out.println("treeSetComp: " + treeSetComp);
		System.out.println("treeSetComparable: " + treeSetComparable);
	}
}

class Test{} // 비교기준이 없음
class TestComp implements Comparator { // 정렬기준 만들어줌
	@Override
	public int compare(Object o1, Object o2) {
		return 1;
	}
}

class Test2 implements Comparable{
	@Override
	public int compareTo(Object o) {
		return -1;
	}
}

 

2. 범위검색 subSet(), headSet(), tailSet()

 

3. 트리순회 tree traversal

이진트리의 모든 노드를 한 번씩 읽는 것

전위순회 preorder : 부모먼저 자식

후위순회 postorder : 부모를 나중에

레벨순회 levelorder : 한 층씩

중위순회 inorder : 부모를 가운데 왼→부모→오른쪽 자식, 오름차순으로 정렬됨 10→35→45→50→65→80→95→100

---

ch 11-46~47 HashMap(1)

1. HashMap과 HashTable

순서 없고, 중복(키X, 값O)

Map 인터페이스를 구현, 데이터를 키와 값의 쌍으로 저장

HashMap 동기화X, 신버전

HashTable 동기화O, 구버전

TreeMap : TreeSet과 같은 특성, 이진탐색트리, 범위검색과 정렬에 유리, HashMap보다 데이터 추가,삭제에 많은 시간 필요

 

2. HashMap

Map 인터페이스를 구현한 대표적 컬렉션 클래스

순서필요하면 LinkedHashMap 클래스 사용

 

3. HashMap의 키와 값

해싱기법으로 데이터 저장, 데이터 많아도 검색이 빠름

키 key : 컬렉션 내의 키 중 유일해야함

값 value : 키와 달리 데이터 중복 허용

HashMap map = new HashMap();
map.put("id", "123");
map.put("asd", "111");
map.put("asd", "456");

/*
출력결과
id 123
asd 456
asd키 중복불가로 값이 111저장되었다가 456으로
*/

 

4. 해싱 hashing

해시함수를 이용해 해시테이블hash table에 데이터를 저장하고 검색

키를 넣으면 해시코드(배열 index) 반환

해시테이블 : 배열과 LinkedList가 조합된 상태

→ 배열은 접근성이 좋고, 링크드리스트는 변경에 유리한 것을 섞음 해시코드(index)를 통해 빠르게 검색가능, 링크드리스트 장점 통해 변경에 유리하게 함

 

5. 해시테이블에서 데이터 검색 방법

①키로 해시함수 호출해 해시코드 얻음

②해시코드에 대응하는 링크드리스트를 배열에서 찾음

③링크드리스트에서 키와 일치하는 데이터 찾음

→ 해시함수는 같은 키에 대해 항상 같은 해시코드를 반환, 서로 다른 키라도 같은 값의 해시코드 반환할 수도 있음

---

ch 11-48~51 HashMap(2)

1. HashMap의 주요 메서드

생서자 또는 메서드	설명
HashMap()	기본 생성자
HashMap(int initialCapacity)	배열 초기용량지정
HashMap(int initialCapacity, float loadFactor)	초기용량 설정 후 loadFctor만큼 차면 용량 2배로 늘림
HashMap(Map m)	m을 HashMapd으로 변경
Object put(Object key, Object value)	데이터 저장
void putAll(Map m)	지정된 m에 있는 객체 모두 저장
Object remove(Object key)	지정된 key에 해당하는 객체 삭제
Object replace(Object key, Object value)	지정된 key에 해당하는 객체 value 변경
boolean replace(Object key, Object oldValue, Object newValue)	지정된 key에 해당하는 객체 value, newValue로 변경
Set entrySet()	키-값쌍으로 이루어진 Set 반환
Set keySet()	key값만 가져옴
Collection values()	값들만 가져옴
Object get(Object key)	키에 해당하는 값 반환
Object getOrDefault(Object key, Object defaultValue)	키에 해당하는 값이 없으면 지정된 defaultValue 반환
boolean containsKey(Object key)	지정된 키가 존재하는지 확인
boolean containsValue(Object value)	지정된 값이 존재하는지 확인
int size()	저장되어 있는 객체 갯수 반환
boolean isEmpty()	비어있는지 확인
void clear()	모두 삭제
Object clone()	복제

---

ch 11-52~56 Collections 클래스, Collection 클래스 요약

1. Collections

Objects, Arrays, Collections 모두 유용한 메서드(static)을 제공하는 클래스

 

2. 채우기, 복사, 정렬, 검색

채우기 fill(), 복사 copy(), 정렬 sort(), 검색 binarySearch() 등 제공

 

3. 동기화 컬렉션 만들기 synchronizedXXXX()

신버전들은 동기화안됨(HashMap, ArrayList 등), 동기화가 필요할 때 사용

List syncList = Collections.syncronizedList(new ArrayList(...));
// ArrayList 동기화 안된 list, syncList 동기화된 list
// syncList는 vector클래스 사용한 것과 동일

 

3. 변경불가 컬렉션 만들기(읽기전용 readOnly) unmodifiableXXXXX()

static Collection unmodifiableCollection(Collection c)

static List unmodifiableList(List l) 등

 

4. 싱글톤 컬렉션 만들기 singletonXXXX()

객체 1개만 저장

static List singletonList(Object o)

static Set singleton(Object o)

static Map singletonMap(Object key, Object value)

 

5. 한 종류의 객체만 저장하는 컬렉션 만들기 checkedXXXX()

static Collection checkedCollection(Collection c, Class type)

static Map checkedMap(Map m, Class keyType, Class valueType)

static Queue checkedQueue(Queue q, Class type) 등

 

→ jdk 1.5 이후 지네릭스 한가지 객체만 저장가능하게함, 이전 버전은 checkedXXX()이용해 한가지만 저장가능하게 만듦

 

6. 컬렉션 클래스 요약