[12회차-②] JAVA (컬렉션 List 인터페이스)

강의명 : 오픈프레임워크 활용 디지털융합 SW엔지니어 양성 과정

강의날짜 : 21.04.07

 

 

<컬렉션>

 

컬렉션은 자바에서 자료구조를 구현한 클래스이다.

 

 

 

Collection 인터페이스의 메소드

메소드	설명
boolean isEmpty() boolean contains(Object obj) boolean containsAll(Collection<?> c)	공백 상태이면 true obj 포함하고 있으면 true
boolean add(E element) boolean addAll(Collection<? extends E> from)	원소 추가
boolean remove(Object obj) boolean removeAll(Collection<?> c) boolean retainAll(Collection<?> c) void clear()	원소 삭제
Iterator<E> iterator() Stream<E> stream() Stream<E> parallelStream	원소 방문
int size()	원소의 개수 반환
Object[] toArray() <T> T[] toArray(T[] a)	컬렉션을 배열로 전환

 

1. List인터페이스

 

순서를 가지는 요소들의 모임으로 중복된 요소를 가질 수 있다.

대표적으로 Vector, ArrayList, LinkedList 등이 있다.

 

2. List - Vector클래스

 

Vector클래스는 가변 크기의 배열을 구현하고 있다.

 

package april7th;

import java.util.Vector;

public class VectorTest {

	public static void main(String[] args) {
		
		Vector vc = new Vector();
		
		vc.add("Hello World!");
		vc.add(new Integer(10));
		vc.add(20);
		
		System.out.println("vector size : "+vc.size()); //원소 개수 출력
		
		for(int i=0;i<vc.size();i++) { //반복문으로 백터의 원소 출력
			System.out.println("vector element "+i+" : "+vc.get(i)); //백터의 원소를 가져옴
		}
        
		String s=(String)vc.get(0); //벡터의 첫 번째 원소를 문자열로 강제 형변환 후 s에 저장
		System.out.println(s); //s 출력
	}
}

 

3. List - ArrayList 클래스

 

순차적인 가변 크기의 배열을 나타낸다.

 

package april7th;

import java.util.ArrayList;

public class ArrayListTest {

	public static void main(String[] args) {
		
		ArrayList<String> list = new ArrayList<String>(); //String형의 ArrayList 생성
			
		list.add("MILK"); //MILK삽입
		list.add("BREAD"); //BREAD 삽입
		list.add("BUTTER"); //BUTTER 삽입
		list.add(1,"APPLE"); //인덱스1에 APPLE 삽입. 원소들 하나씩 뒤로 밀림
		list.set(2,"GRAPE"); //인덱스2가 된 BREAD를 GRAPE로 대체
		list.remove(3); //인덱스3이 된 BUTTER 삭제
		
		for(int i=0;i<list.size();i++) {
			System.out.println(list.get(i));
		}
        
		for(String s : list)
			System.out.println(s);
	}
}

 

 

4. ArrayList와 Vector의 차이

 

동기화 지원여부

동기화란 두 개 이상의 스레드가 동시에 Vector를 사용할 떄 오류가 나지 않도록 실행 순서를 보장하는 것이다.

 

동기화를 시키지 않고 멀티 프로그래밍이 되면 내가 사용할 데이터의 값이 바뀌어 있을 가능성도 있다.

동기화가 되면 내가 보존해 놓아야 할 데이터가 락이되어 보존이 된다.

 

만약 동기화가 필요한 경우에 ArrayList를 Vector로 바꾸지 않고 사용할 경우에는

Collections.synchronizedList(new ArrayList<Strnig>()); 를 사용

 

대신 Vector는 잠금과 해제가 반복되므로 속도가 다소 느리다.

 

*길이를 구하는 방법

array.length

ArrayList.size()

String.length()

Vector.size()

 

5. Iterator반복자

 

나중에 Set 인터페이스의 경우는 배열처럼 순서나 자리가 있는 것이 아니다.

그럴 경우 하나하나씩 출력하는 반복자에는 Iterator가 있다.

 

package april7th;

import java.util.Iterator;
import java.util.Vector;

public class ArrayListTest {

	public static void main(String[] args) {
		
		Vector<String> list = new Vector<String>();
		
		list.add("MILK");
		list.add("BREAD");
		list.add("BUTTER");
		list.add(1,"APPLE");
		list.set(2,"GRAPE");
		list.remove(3);
		
		String s;
		Iterator e =list.iterator(); //Iterator 반복자 사용
		while (e.hasNext()) { //만약 다음 요소가 있으면 true반환
			s=(String)e.next(); //다음 원소를 반환하는 메소드
			System.out.println(s);
		}
	}
}

 

* ArrayList & Iterator 활용하기

 

package april7th_1; //패키지를 다르게 설정해준다!

public class Member {
	private int memberID; //회원번호
	private String memberName; //회원명
	
	public Member(int memberID,String memberName) { //생성자
		this.memberID=memberID;
		this.memberName=memberName;
	}
	
	public int getMemberID() { //회원번호 반환하는 메소드
		return memberID;
	}
	
	public void setMemberID(int memberID) { //회원번호 설정하는 메소드
		this.memberID=memberID;
	}
    
	public String getMemberName() { //회원명 반환하는 메소드
		return memberName;
	}
	public void setMemberName(String memberName) { //회원명 설정하는 메소드
		this.memberName=memberName;
	}
	public String toString() {
		return memberName+" 회원님의 아이디는 "+memberID+"입니다.";
	}
}

package april7th;

import april7th_1.Member; //다른 패키지에서 구현한 Member클래스를 import 해준다!!
import java.util.ArrayList;
import java.util.Iterator;

public class MemberArrayList {
	
	private ArrayList<Member> arrayList; //Member형 ArrayList 생성
	
	public MemberArrayList() { //생성자
		arrayList=new ArrayList<Member>();
	}
	
	public void addMember(Member member) { //배열에 Member형 member를 삽입
		arrayList.add(member);
	}

	public boolean removeMember(int memberID) { //회원번호를 매개변수로 줌
	
		Iterator<Member> ir=arrayList.iterator(); //Iterator반복자 생성
        
		while(ir.hasNext()) { //다음의 원소가 있을동안
			Member member =ir.next(); //다음 원소를 가져옴
			int tempID=member.getMemberID(); //원소의 회원번호를 임시 변수에  저장
			
			if(tempID==memberID) { //만약 원소의 회원번호가 매개변수의 회원번호와 같다면 
				arrayList.remove(member); //원소를 배열에서 삭제
				return true;
			}
		}
        //return되지 못했을 경우
		System.out.println(memberID+"가 존재하지 않습니다");
		return false;
	}
    
	public void showAllMember() { //모든 배열의 원소를 뽑아내는 메소드
		for(Member member : arrayList) {
			System.out.println(member);
		}
		System.out.println();
	}
}

package april7th;

import april7th_1.Member; //Member클래스 import!!

public class MemberArrayListTest {

	public static void main(String[] args) {
		
		MenberArrayList memberArrayList=new MenberArrayList(); 
        
		Member memberLee=new Member(1001,"이지원");
		Member memberSon=new Member(1002,"손민국");
		Member memberPark=new Member(1003,"박서훤");
		Member memberHong=new Member(1004,"홍길동");
		
		memberArrayList.addMember(memberLee);
		memberArrayList.addMember(memberSon);
		memberArrayList.addMember(memberPark);
		memberArrayList.addMember(memberHong);
		memberArrayList.showAllMember();
		
		memberArrayList.removeMember(memberHong.getMemberID());
		memberArrayList.showAllMember();
	}
}

 

6. List - LinkedList 클래스 (자료구조 참조)

[자료구조]CH3. 순차 자료구조와 선형리스트(행렬~) - CH4. 연결 자료구조와 연결리스트(~연결 자료

[자료구조]CH4. 연결 자료구조와 연결 리스트(단순 연결 리스트)

LinkedList 데이터 노드와 링크 노드로 이루어져있다.

링크 노드가 다음 원소의 가리켜주고 있다.

 

package april7th;

import java.util.LinkedList;

public class LinkedListT {

	public static void main(String[] args) {
	
		LinkedList<String> myList=new LinkedList<String>();
		
		myList.add("A");
		myList.add("B");
		myList.add("C");	
		System.out.println(myList);
        
		myList.add(1,"D"); //1번 노드 자리에 삽입
		System.out.println(myList);
		
		myList.addFirst("O"); //가장 첫 노드로 삽입
		System.out.println(myList);
        
		System.out.println(myList.removeLast()); //마지막 원소 삭제
		System.out.println(myList);
	}
}

7. 스택 (Stack) (자료구조 참조)

[자료구조]CH5. 스택

선입선출 (LIFO) 구조이다. 

자바에서는 Stack클래스로 제공되지만 ArrayList로 구현이 가능하다.

 

package april7th;

import java.util.ArrayList;

class MyStack{
	private ArrayList<String> arrayStack = new ArrayList<String>(); //ArrayList사용
	
	public void push(String data) { //삽입 메소드
		arrayStack.add(data);
	}
    
	public String pop() { //마지막에 넣은 원소 삭제 반환 메소드
		int len=arrayStack.size();
		if(len==0) {
			System.out.println("스택이 비었습니다");
			return null;
		}
		return (arrayStack.remove(len-1)); //배열의 마지막 원소를 반환
	}
}

public class StackTest {

	public static void main(String[] args) {
		
		MyStack stack = new MyStack();
		
		stack.push("A");
		stack.push("B");
		stack.push("C");
		
		System.out.println(stack.pop());
		System.out.println(stack.pop());
		System.out.println(stack.pop());
	}
}

후입선출

8. 큐 (Queue) (자료구조 참조)

[자료구조]CH6. 큐

선입선출(FIFO) 구조이다.

자바에서는 인터페이스로 제공되지만 ArrayList로 구현이 가능하다.

 

package april7th;

import java.util.ArrayList;

class MyQueue {
	private ArrayList<String> arrayQueue=new ArrayList<String>(); //ArrayList배열 사용
	
	public void enQueue(String data) { //큐에 원소 삽입
		arrayQueue.add(data);
	}
	
	public String deQueue() { //큐에서 원소 삭제
		int len=arrayQueue.size();
		if(len==0) {
			System.out.println("큐가 비었습니다");
			return null;
		}
		return (arrayQueue.remove(0)); //가장 나중에 들어간 원소가 반환
	}
}

public class QueueTest {

	public static void main(String[] args) {
		
		MyQueue queue=new MyQueue();
		
		queue.enQueue("A");
		queue.enQueue("B");
		queue.enQueue("C");
		
		System.out.println(queue.deQueue());
		System.out.println(queue.deQueue());
		System.out.println(queue.deQueue());		
	}
}

선입선출

 

큐는 이미 자바에서 인터페이스로 제공이 되고 있으므로 인터페이스로도 구현이 가능하다.

 

package april7th;

import java.util.LinkedList;
import java.util.Queue; //import!

public class QueueTest1 {

	public static void main(String[] args) throws InterruptedException{ //예외처리
		int time = 10;
        
		//큐 인터페이스로 객체 생성하여 LinkedList를 참조
		Queue<Integer> queue=new LinkedList<Integer>(); 
        
		for(int i=time;i>=0;i--) {
			queue.add(i); //10부터 0까지 삽입
		}
        
		while(!queue.isEmpty()) { //공백이 될 때까지
			System.out.print(queue.remove()+" "); //큐에서 삭제
			Thread.sleep(1000); //현재의 스레드를 1초간 재운다. 카운트 다운 
		}
	}
}

1초에 하나씩 숫자가 나오는 것 확인

 

우선순위 큐 원소들이 무작위로 삽입되어도 정렬된 상태로 원소들을 추출한다.

즉 remove를 호출할때마다 가장 작은 원소부터 추출한다. 

우선순위큐는 히프를 내부적으로 사용한다.

 

package april7th;

import java.util.PriorityQueue;

public class PriorityQueueTest {

	public static void main(String[] args) {
		
		PriorityQueue<Integer> pq=new PriorityQueue<Integer>(); //우선순위큐
        
		pq.add(30);
		pq.add(80);
		pq.add(20);
		
		for(Integer o : pq)
			System.out.println(o); //출력
            
		System.out.println("원소삭제");
		while(!pq.isEmpty())
			System.out.println(pq.remove()); //삭제,반환
	}
}

우선 순위 큐