Java Collections FrameWork

1. Java Collections FrameWork 가 무엇일까요?

Java Collections FrameWork의 의미는 Java에서 데이터들을 쉽게 다루기 위해 모아놓은 것들을 가공 및 처리할 수 있도록 지원하는 자료구조(뼈대가 되는 기본 구조)라는 뜻 입니다.

기본 구조라고 한다면 Interface(인터페이스)가 떠오릅니다.

인터페이스는 기본 뼈대(추상 구조)만 있습니다.
이렇듯 실제로 자바에서 제공하는 Collection은 크게 3가지 인터페이스로 나뉘어 있습니다.

크게 List(리스트), Queue(큐), Set(집합)으로 나뉘어 있습니다.
앞서 설명한 "자료구조 분류" 라고 보면 됩니다.
그리고 분야별로 "구현" 된 것들이 있습니다.

아래 이미지를 보시면 이해할 수 있습니다.

점선은 구현(implements)이고, 실선은 확장(extends) 입니다.

List, Queue, Set 이 3가지의 형태에 따른 자료구조들이 있습니다.
그리고 Queue와 Set에는 조금 더 구체화 되어 Deque와 SortedSet이라는 형태에 따른 자료구조가 있는 것입니다.
그리고 이 형태에 따른 자료구조들은 각각 "구현"이 되어 class로 제공됩니다.

바로 녹색 부분이 "구현된 자료구조"라고 보면 됩니다.
자바에서 Interface를 class파일에서 쓰면 보통 "구현한다"라고 합니다. 이러한 메커니즘에 기반하여 이해하면 될 것입니다.

2. Iterable이 무엇일까요? 그리고 왜 Collection Interface 상위에 Iterable이 있을까요?

제가 아는 Iterable은 반복문을 제어할 때 사용하는 것으로 조금 알고 있습니다.

저기서 제공하고 있는 class 들은 모두 객체형태로 내부 구현 또한 대개 Object[] 배열 형태가 아니라 각각의 객체를 갖고 움직입니다.
그래서 객체의 데이터들을 모두 순회하면서 출력하려면 사용자들이 각각의 데이터 순회 방법을 알거나
하나씩 get() 같은 메소드를 통해 데이터를 하나씩 꺼내와야 합니다.

Iterable에서는 for-each를 제공합니다. Iterable 인터페이스를 사용하는 클래스들은 for-each 문법을 사용함으로써 반복자로 구현되어 나오게 합니다.

이제부터 Java Collections Framework 의 핵심인 List, Queue, Set 에 대해 설명하겠습니다.

3. List, Queue, Set

3-1. List

List Interface(리스트 인터페이스)는 대표적인 선형 자료구조로 주로 순서가 있는 데이터를 목록으로 이용할 수 있도록 만들어진 인터페이스 입니다.

좀 더 쉽게 얘기하자면 다음과 같은 배열을 선언한 경우 10개의 공간 외에는 더이상 사용하지 못합니다.
13번의 인덱스에 값을 할당하고 싶어도 할당된 크기(범위) 밖이기 때문에 IndexOutofBoundsException 이 발생합니다.

int[] array = new int[10];

array[11] = 30; // IndexOutofBoundsException 발생!!

이러한 단점을 보완하여 List를 통해 구현된 클래스들은 "동적 크기"를 가지며 배열처럼 사용할 수 있게 된다.

간단히, 배열의 기능 + 동적 크기 할당이 합쳐져 있다.

List Interface를 구현하는 클래스

1. ArrayList

2. LinkedList

3. Vector (+ Vector를 상속받은 Stack )

List Interface에 선언된 대표적인 메소드

여기서 ArrayList, LinkedList, Vector 를 설명하지만 더 자세한 내용은 따로 정리할 것입니다.

3-1-1. ArrayList

Object[] 배열을 사용하면서 내부 구현을 통해 동적으로 관리를 한다. 우리가 흔히 쓰는 primitive 배열(ex int[])과 유사한 형태라고 보면 된다.

특징 : 최상위 타입인 Object 타입으로 배열을 생성하여 사용하기 때문에 요소 접근에서는 탁월한 성능을 보이나
중간의 요소가 삽입, 삭제가 일어나는 경우 그 뒤의 요소들은 한 칸씩 밀어나야 하거나 당겨야 하기 때문에
삽입, 삭제에는 비효율적인 모습을 보인다.

3-1-2. LinkedList

데이터(item)와 주소로 이루어진 클래스로 만들어 서로 연결하는 방식이다. 데이터와 주소로 이루어진 클래스를 Node(노드)라고 하는데, 각 노드는 이전의 노드와 다음 노드를 연결하는 방식인 것이다.(이중 연결 리스트라고도 한다.) 즉, 객체끼리 연결한 방식이다.

특징 : Object 타입으로 배열을 생성하는 것이 아닌 Node 객체를 이용하여 사용한다.
요소를 검색해야 할 경우 처음 노드부터 찾으려는 노드가 나올 때 까지 연결된 노드들을 모두 방문해야한다는 점에서 성능이 떨어지나
해당 노드를 삭제, 삽입해야 하는 경우 노드의 링크를 끊거나 연결만 해주면 되기 때문에 삽입, 삭제에서 매우 좋은 효율을 보인다.

3-1-3. Vector

자바를 배울때 그리 자주 보이지 않는 클래스인데, 기본적으로 ArrayList와 거의 같다고 보면 된다. Object[] 배열을 사용하여 요소 접근에서 빠른 성능을 보인다.

특징 : Object 타입으로 배열을 생성하여 사용한다. Vector의 경우 항상 "동기화"를 지원한다.
( 쉽게 말하면 여러 쓰레드가 동시에 데이터에 접근하려면 순차적으로 처리하도록 한다. )
그렇다보니 멀티 쓰레드에서는 안전하지만, 단일 쓰레드에서도 동기화를 하기 때문에 ArrayList에 비해 성능이 약간 느리다.

3-1-4. Stack

우리가 흔히 아는 쌓아 올리는 것이다.

특징 : Vector 클래스를 상속받고 있고, java에서 지원하는 Stack 클래스의 메소드들도 뜯어보면 알겠지만,
모두 Vector에 있는 메소드를 이용하여 구현되고 있어 크게 다를 것은 없다.

리스트의 설명은 여기까지이며 각각의 객체 생성 방법은 아래와 같습니다.

리스트 클래스들의 객체 생성 방법

/* 
T는 객체 타입을 의미하며 기본적으로
Integer, String, Double, Long 같은 Wrapper Class부터
사용자 정의 객체까지 가능하다.
ex) LinkedList<Integer> list = new LinkedList<>();
primitive type은 불가능하다.
*/
 
// 방법 1
ArrayList<T> arraylist = new ArrayList<>();
LinkedList<T> linkedlist = new LinkedList<>();
Vector<T> vector = new Vector<>();
Stack<T> stack = new Stack<>();
 
// 방법 2
List<T> arraylist = new ArrayList<>();
List<T> linkedlist = new LinkedList<>();
List<T> vector = new Vector<>();
List<T> stack = new Stack<>();
 
// Stack은 Vector를 상속하기 때문에 아래와 같이 생성할 수 있다.
Vector<T> stack = new Stack<>();

3-2. Queue

Queue Interface(큐 인터페이스)는 선형 자료구조로 주로 순서가 있는 데이터를 기반으로 "선입선출(FIFO)"을 위해 만들어진 인터페이스입니다.
흔히 Stack(스택)과 많이 비교를 하는 자료구조 입니다.

Queue에 대해 간단히 말하자면 10, 20, 30, 40 순으로 데이터를 넣고, 데이터를 꺼낼 때(poll) 넣은 순서 그대로 10, 20, 30, 40이 나오는 구조라는 것입니다.
이 때 가장 앞쪽에 있는 위치를 head(헤드)라고 부르고, 가장 후위(뒤)에 있는 위치를 tail(꼬리)라고 부릅니다.
예로들면, 놀이기구를 타기위해 줄서있는 모습을 상상하면 됩니다.

Collection 구조를 보면 알겠지만 Queue를 상속하고 있는 Deque(덱) 이라는 Interface도 있습니다.
둘 다 같은 부류이지만 Queue는 한쪽 방향으로만(단방향) 삽입 삭제가 가능한 반면
Deque는 Double ended Queue라는 의미로 양쪽에서 삽입삭제가 가능한 자료구조라 보면 됩니다.

Queue/Deque Interface를 구현하는 클래스

1. LinkedList

2. ArrayDeque

3. PriorityQueue

Queue/Deque Interface에 선언된 대표적인 메소드

목록은 많아 보이지만 단순히 Deque는 양방향이기 때문에 헤드와 꼬리를 나누어 메소드가 더 생성 되었을 뿐이니 외울 것은 크게 없습니다.

다시 Queue/Deque Interface 를 구현하는 클래스들을 보겠습니다.

3-2-1. LinkedList

왜 여기서 LinkedList가 또 나와? 싶을 것이다.

그림을 보면 알겠지만 LinkedList는 List(리스트)를 구현하기도 하지만, Deque(덱)도 구현합니다.
그리고 Deque Interface는 Queue Interface를 상속받는다.

이말은 즉슨, LinkedList는 사실상 3가지 용도로 쓸 수 있다는 것이다.

1. List

2. Deque

3. Queue

실제로도 LinkedList class를 보면 다음과 같이 List와 Deque를 모두 구현한다.

그렇다면 왜 LinkedList class는 Queue를 구현할까요?

앞서 List를 설명할때, ArrayList와 LinkedList의 차이점은 Object[] 배열로 관리하느냐, Node라는 객체를 연결하여 관리하느냐의 차이이다.

마찬가지로 "Deque 또는 Queue를 LinkedList 처럼 Node 객체로 연결해서 관리하길 원한다면 LinkedList를 쓰면 됩니다." 원리 자체는 크게 다르지 않기 때문에 LinkedList 하나에 다중 인터페이스를 포함하고 있는 것이다.

Node 로 구현 된 Queue를 선언하는 방법

Queue<T> queue = new LinkedList<>();

Node 로 구현 된 Deque를 선언하는 방법

Deque<T> queue = new LinkedList<>();

3-2-2. ArrayDeque

반대로 ArrayList 처럼 Object[] 배열로 구현되어 있는 것은 ArrayDeque 이다. 물론 LinkedList와 ArrayDeque 둘 다 Deque을 구현하고 있고, Deque은 Queue를 상속받기 때문에 Queue로도 쓰일 수 있다.

만약 자바에서 지원하는 컬렉션에서 "일반적인 큐"를 사용하고자 한다면 LinkedList로 생성하여 Queue로 선언하면 된다.

Object[] 로 구현 된 Deque를 선언하는 방법

Deque<T> deque = new ArrayDeque<>();

Object[] 로 구현 된 Deque를 선언하는 방법

Deque<T> queue = new ArrayDeque<>();

3-2-3. PriorityQueue

단어 해석 그대로 "우선순위 큐" 이다.
LinkedList는 Queue로 사용할 수 있다고 했다. 다만 큐의 원리가 선입선출이라는 전제 아래 짜여있다. 하지만 PriorityQueue는 "데이터 우선순위"에 기반하여 우선순위가 높은 데이터가 먼저 나오는 원리다. 따로 정렬방식을 지정하지 않는다면 낮은 숫자가 높은 우선순위를 갖는다.

(PriorityQueue 클래스는 어려우니 나중에 설명하겠다.)

큐 클래스들의 객체 생성 방법

/* 
T는 객체 타입을 의미하며 기본적으로
Integer, String, Double, Long 같은 Wrapper Class부터
사용자 정의 객체까지 가능하다.
단, primitive type은 불가능하다.
*/

// 방법 1
ArrayDeque<T> arraydeque = new ArrayDeque<>();
PriorityQueue<T> priorityqueue = new PriorityQueue<>();
 
Deque<T> arraydeque = new ArrayDeque<>();
Deque<T> linkedlistdeque = new LinkedList<>();

// 방법 2
Queue<T> arraydeque = new ArrayDeque<>();
Queue<T> linkedlistdeque = new LinkedList<>();
Queue<T> priorityqueue = new PriorityQueue<>();

3-3. Set

Set(셋 / 세트)는 말 그대로 "집합" 입니다.
Set의 가장 큰 특징이라 하면 크게 두 가지가 있습니다.
첫 번째로 "데이터를 중복해서 저장할 수 없음" 입니다. 두 번째는 "입력 순서대로의 저장 순서를 보장하지 않는다" 입니다.
(다만 LinkedHashSet은 Set임에도 불구하고 입력 순서대로의 저장순서를 보장하고 있습니다. 그러나 데이터를 중복해서 저장할 수 없는 것은 같습니다.)

기본적으로 List계열은 index, Node로 관리하기 때문에 add()같은 메소드를 쓰면 순서대로 저장되었습니다.

Queue 계열 또한 우선순위 큐(PriorityQueue)를 제외하고는 기본적으로 입력한 순서대로 객체가 연결되어있습니다.

하지만 Set 같은 경우에는 일반적으로 입력받은 순서와 상관없이 데이터를 집합시키기 때문에 입력받은 순서를 보장할 수 없습니다.

Set/SortedSet Interface를 구현하는 클래스

1. HashSet

2. LinkedHashSet

3. TreeSet

Set/Interface에 선언된 대표적인 메소드

Set Interface를 구현하는 클래스들은 앞서 말했듯이 HashSet, LinkedHashSet, TreeSet 이렇게 3가지가 있습니다.
좀더 구체적으로 말하자면 TreeSet은 Set Interface를 상속받은 SortedSet Interface를 구현하고 입니다.
그리고 Set의 가장 큰 특징은 "중복되는 데이터를 넣지 못한다는 점"이고, LinkedHashSet를 제외하고 대부분 Set은 "입력 순서대로의 저장순서를 보장하지 않는다는 점"입니다.

3-3-1. HashSet

가장 기본적인 Set 컬렉션의 클래스이다.

특징 : 입력 순서를 보장하지 않고, 순서도 마찬가지로 보장되지 않는다.

가장 쉽게 이해할 수 있는 예로는 게임에서 '닉네임'을 만든다거나 아이디를 생성할때 '중복확인'을 눌러 중복된 닉네임 또는 아이디인지 확인하는 이다.
이는 데이터가 정렬되어있을 필요도 없고, 빠르게 중복되는 값인지만 찾으면 되기 때문에 유용한 방법이 될 수 있다.

좀 더 상세하게 말하자면 hash에 의해 데이터의 위치를 특정시켜 해당 데이터를 빠르게 색인(search)할 수 있게 만든 것이다.
즉, Hash 기능과 Set컬렉션이 합쳐진 것이 HashSet입니다. 그렇기 때문에 삽입, 삭제, 색인이 매우 빠른 컬렉션 중 하나이다.

3-3-2. LinkedHashSet

이름에서 볼 수 있듯이 Link + Hash + Set 이 결합된 형태이다.
첫번째 요소부터 차례대로 출력하면 입력했던 순서대로 출력된다는 것이고 이는 순서를 보장한다는 의미이다.

그렇다면 언제 사용할까요?

중복은 허용하지 않으면서 순서를 보장받고 싶을때에 사용하면 된다.

3-3-3. TreeSet

HashSet과 마찬가지로 입력 순서대로 저장 순서를 보장하지 않으며 중복 데이터 또한 넣지 못한다.
다만 특별한 점이 있다면 중복되지 않으면서 특정 규칙에 의해 정렬된 형태의 집합을 쓰고 싶을 때 쓴다.
정렬된 형태로 있다보니 특정 구간의 집합요소들을 탐색할 때 매우 유용하다.

(Tree 라는 자료구조 자체가 데이터를 일정 순서에 의해 정렬하는 구조다. 거기에 더해진 것이 바로 Set인 중복값 방지 자료구조인 것이다.)

특징 : 입력 순서대로 저장 순서를 보장하지 않으면서 중복 데이터 또한 넣지 못한다. 특정 규칙에 의해 정렬된 형태의 집합을 쓰고 싶을때 사용한다.

셋 클래스들의 객체 생성 방법

/* 
T는 객체 타입을 의미하며 기본적으로
Integer, String, Double, Long 같은 Wrapper Class부터
사용자 정의 객체까지 가능하다.
단, primitive type은 불가능하다.
*/
 
HashSet<T> hashset = new HashSet<>();
LinkedHashSet<T> linkedhashset = new LinkedHashSet<>();
TreeSet<T> treeset = new TreeSet<>();
 
SortedSet<T> treeset = new TreeSet<>();
 
Set<T> hashset = new HashSet<>();
Set<T> linkedhashset = new LinkedHashSet<>();
Set<T> treeset = new TreeSet<>();

4. 정리

길고 긴 정리가 끝났습니다. 마지막으로 각 자료구조의 핵심들만 뽑아서 정리하겠습니다.

1. List

ArrayList : 최상위 타입인 Object 타입으로 배열을 생성하여 사용하기 때문에 요소 접근에서는 탁월한 성능을 보이나
중간의 요소가 삽입, 삭제가 일어나는 경우 그 뒤의 요소들은 한 칸씩 밀어나야 하거나 당겨야 하기 때문에
삽입, 삭제에는 비효율적인 모습을 보인다.
LinkedList : Object 타입으로 배열을 생성하는 것이 아닌 Node 객체를 이용하여 사용한다.
요소를 검색해야 할 경우 처음 노드부터 찾으려는 노드가 나올 때 까지 연결된 노드들을 모두 방문해야한다는 점에서 성능이 떨어지나
해당 노드를 삭제, 삽입해야 하는 경우 노드의 링크를 끊거나 연결만 해주면 되기 때문에 삽입, 삭제에서 매우 좋은 효율을 보인다.
Vector : Object 타입으로 배열을 생성하여 사용한다. Vector의 경우 항상 "동기화"를 지원한다.
( 쉽게 말하면 여러 쓰레드가 동시에 데이터에 접근하려면 순차적으로 처리하도록 한다. )
그렇다보니 멀티 쓰레드에서는 안전하지만, 단일 쓰레드에서도 동기화를 하기 때문에 ArrayList에 비해 성능이 약간 느리다.
Stack : Vector 클래스를 상속받고 있고, java에서 지원하는 Stack 클래스의 메소드들도 뜯어보면 알겠지만,
모두 Vector에 있는 메소드를 이용하여 구현되고 있어 크게 다를 것은 없다.

2. Queue

LinkedList : Deque 또는 Queue를 LinkedList 처럼 Node 객체로 연결해서 관리하길 원한다면 LinkedList를 쓰면 된다.
ArrayDeque : Deque 또는 Queue를 Object 타입으로 배열을 생성하여 사용하길 원한다면 ArrayDeque 를 사용하면 된다.
PriorityQueue : 단어 그대로 우선순위 큐로 "데이터 우선순위에 기반"하여 우선순위가 높은 데이터부터 먼저 나오는 원리 이다.
따로 정렬방식을 지정하지 않는다면 낮은 숫자가 높은 우선순위를 갖는다.

3. Set

HashSet : 입력 순서를 보장하지 않고, 순서도 마찬가지로 보장되지 않는다.
LinkedHashSet : 중복은 허용하지 않으면서 순서를 보장받고 싶을때에 사용하면 된다.
TreeSet : 입력 순서대로 저장 순서를 보장하지 않으면서 중복 데이터 또한 넣지 못한다.
특정 규칙에 의해 정렬된 형태의 집합을 쓰고 싶을때 사용한다.

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Java Collections FrameWork

1. Java Collections FrameWork 가 무엇일까요?

Java Collections FrameWork의 의미는 Java에서 데이터들을 쉽게 다루기 위해 모아놓은 것들을 가공 및 처리할 수 있도록 지원하는 자료구조(뼈대가 되는 기본 구조)라는 뜻 입니다.

기본 구조라고 한다면 Interface(인터페이스)가 떠오릅니다.

인터페이스는 기본 뼈대(추상 구조)만 있습니다. 이렇듯 실제로 자바에서 제공하는 Collection은 크게 3가지 인터페이스로 나뉘어 있습니다.

크게 List(리스트), Queue(큐), Set(집합)으로 나뉘어 있습니다. 앞서 설명한 "자료구조 분류" 라고 보면 됩니다. 그리고 분야별로 "구현" 된 것들이 있습니다.

아래 이미지를 보시면 이해할 수 있습니다.

점선은 구현(implements)이고, 실선은 확장(extends) 입니다.

바로 녹색 부분이 "구현된 자료구조"라고 보면 됩니다. 자바에서 Interface를 class파일에서 쓰면 보통 "구현한다"라고 합니다. 이러한 메커니즘에 기반하여 이해하면 될 것입니다.

2. Iterable이 무엇일까요? 그리고 왜 Collection Interface 상위에 Iterable이 있을까요?

제가 아는 Iterable은 반복문을 제어할 때 사용하는 것으로 조금 알고 있습니다.

Iterable에서는 for-each를 제공합니다. Iterable 인터페이스를 사용하는 클래스들은 for-each 문법을 사용함으로써 반복자로 구현되어 나오게 합니다.

이제부터 Java Collections Framework 의 핵심인 List, Queue, Set 에 대해 설명하겠습니다.

3. List, Queue, Set

3-1. List

List Interface(리스트 인터페이스)는 대표적인 선형 자료구조로 주로 순서가 있는 데이터를 목록으로 이용할 수 있도록 만들어진 인터페이스 입니다.

좀 더 쉽게 얘기하자면 다음과 같은 배열을 선언한 경우 10개의 공간 외에는 더이상 사용하지 못합니다. 13번의 인덱스에 값을 할당하고 싶어도 할당된 크기(범위) 밖이기 때문에 IndexOutofBoundsException 이 발생합니다.

이러한 단점을 보완하여 List를 통해 구현된 클래스들은 "동적 크기"를 가지며 배열처럼 사용할 수 있게 된다.

간단히, 배열의 기능 + 동적 크기 할당이 합쳐져 있다.

List Interface를 구현하는 클래스

1. ArrayList

2. LinkedList

3. Vector (+ Vector를 상속받은 Stack )

List Interface에 선언된 대표적인 메소드

여기서 ArrayList, LinkedList, Vector 를 설명하지만 더 자세한 내용은 따로 정리할 것입니다.

3-1-1. ArrayList

Object[] 배열을 사용하면서 내부 구현을 통해 동적으로 관리를 한다. 우리가 흔히 쓰는 primitive 배열(ex int[])과 유사한 형태라고 보면 된다.

3-1-2. LinkedList

3-1-3. Vector

자바를 배울때 그리 자주 보이지 않는 클래스인데, 기본적으로 ArrayList와 거의 같다고 보면 된다. Object[] 배열을 사용하여 요소 접근에서 빠른 성능을 보인다.

3-1-4. Stack

우리가 흔히 아는 쌓아 올리는 것이다.

특징 : Vector 클래스를 상속받고 있고, java에서 지원하는 Stack 클래스의 메소드들도 뜯어보면 알겠지만, 모두 Vector에 있는 메소드를 이용하여 구현되고 있어 크게 다를 것은 없다.

리스트의 설명은 여기까지이며 각각의 객체 생성 방법은 아래와 같습니다.

리스트 클래스들의 객체 생성 방법

3-2. Queue

Queue Interface(큐 인터페이스)는 선형 자료구조로 주로 순서가 있는 데이터를 기반으로 "선입선출(FIFO)"을 위해 만들어진 인터페이스입니다. 흔히 Stack(스택)과 많이 비교를 하는 자료구조 입니다.

Queue/Deque Interface를 구현하는 클래스

1. LinkedList

2. ArrayDeque

3. PriorityQueue

Queue/Deque Interface에 선언된 대표적인 메소드

목록은 많아 보이지만 단순히 Deque는 양방향이기 때문에 헤드와 꼬리를 나누어 메소드가 더 생성 되었을 뿐이니 외울 것은 크게 없습니다.

다시 Queue/Deque Interface 를 구현하는 클래스들을 보겠습니다.

3-2-1. LinkedList

왜 여기서 LinkedList가 또 나와? 싶을 것이다.

그림을 보면 알겠지만 LinkedList는 List(리스트)를 구현하기도 하지만, Deque(덱)도 구현합니다. 그리고 Deque Interface는 Queue Interface를 상속받는다.

이말은 즉슨, LinkedList는 사실상 3가지 용도로 쓸 수 있다는 것이다.

1. List

2. Deque

3. Queue

실제로도 LinkedList class를 보면 다음과 같이 List와 Deque를 모두 구현한다.

그렇다면 왜 LinkedList class는 Queue를 구현할까요?

앞서 List를 설명할때, ArrayList와 LinkedList의 차이점은 Object[] 배열로 관리하느냐, Node라는 객체를 연결하여 관리하느냐의 차이이다.

마찬가지로 "Deque 또는 Queue를 LinkedList 처럼 Node 객체로 연결해서 관리하길 원한다면 LinkedList를 쓰면 됩니다." 원리 자체는 크게 다르지 않기 때문에 LinkedList 하나에 다중 인터페이스를 포함하고 있는 것이다.

Node 로 구현 된 Queue를 선언하는 방법

Node 로 구현 된 Deque를 선언하는 방법

3-2-2. ArrayDeque

반대로 ArrayList 처럼 Object[] 배열로 구현되어 있는 것은 ArrayDeque 이다. 물론 LinkedList와 ArrayDeque 둘 다 Deque을 구현하고 있고, Deque은 Queue를 상속받기 때문에 Queue로도 쓰일 수 있다.

만약 자바에서 지원하는 컬렉션에서 "일반적인 큐"를 사용하고자 한다면 LinkedList로 생성하여 Queue로 선언하면 된다.

Object[] 로 구현 된 Deque를 선언하는 방법

Object[] 로 구현 된 Deque를 선언하는 방법

3-2-3. PriorityQueue

(PriorityQueue 클래스는 어려우니 나중에 설명하겠다.)

큐 클래스들의 객체 생성 방법

3-3. Set

기본적으로 List계열은 index, Node로 관리하기 때문에 add()같은 메소드를 쓰면 순서대로 저장되었습니다.

Queue 계열 또한 우선순위 큐(PriorityQueue)를 제외하고는 기본적으로 입력한 순서대로 객체가 연결되어있습니다.

하지만 Set 같은 경우에는 일반적으로 입력받은 순서와 상관없이 데이터를 집합시키기 때문에 입력받은 순서를 보장할 수 없습니다.

Set/SortedSet Interface를 구현하는 클래스

1. HashSet

2. LinkedHashSet

3. TreeSet

Set/Interface에 선언된 대표적인 메소드

인터페이스는 기본 뼈대(추상 구조)만 있습니다.
이렇듯 실제로 자바에서 제공하는 Collection은 크게 3가지 인터페이스로 나뉘어 있습니다.

크게 List(리스트), Queue(큐), Set(집합)으로 나뉘어 있습니다.
앞서 설명한 "자료구조 분류" 라고 보면 됩니다.
그리고 분야별로 "구현" 된 것들이 있습니다.

바로 녹색 부분이 "구현된 자료구조"라고 보면 됩니다.
자바에서 Interface를 class파일에서 쓰면 보통 "구현한다"라고 합니다. 이러한 메커니즘에 기반하여 이해하면 될 것입니다.

좀 더 쉽게 얘기하자면 다음과 같은 배열을 선언한 경우 10개의 공간 외에는 더이상 사용하지 못합니다.
13번의 인덱스에 값을 할당하고 싶어도 할당된 크기(범위) 밖이기 때문에 IndexOutofBoundsException 이 발생합니다.

특징 : Vector 클래스를 상속받고 있고, java에서 지원하는 Stack 클래스의 메소드들도 뜯어보면 알겠지만,
모두 Vector에 있는 메소드를 이용하여 구현되고 있어 크게 다를 것은 없다.

Queue Interface(큐 인터페이스)는 선형 자료구조로 주로 순서가 있는 데이터를 기반으로 "선입선출(FIFO)"을 위해 만들어진 인터페이스입니다.
흔히 Stack(스택)과 많이 비교를 하는 자료구조 입니다.

그림을 보면 알겠지만 LinkedList는 List(리스트)를 구현하기도 하지만, Deque(덱)도 구현합니다.
그리고 Deque Interface는 Queue Interface를 상속받는다.

이름에서 볼 수 있듯이 Link + Hash + Set 이 결합된 형태이다.
첫번째 요소부터 차례대로 출력하면 입력했던 순서대로 출력된다는 것이고 이는 순서를 보장한다는 의미이다.

Stack : Vector 클래스를 상속받고 있고, java에서 지원하는 Stack 클래스의 메소드들도 뜯어보면 알겠지만,
모두 Vector에 있는 메소드를 이용하여 구현되고 있어 크게 다를 것은 없다.

PriorityQueue : 단어 그대로 우선순위 큐로 "데이터 우선순위에 기반"하여 우선순위가 높은 데이터부터 먼저 나오는 원리 이다.
따로 정렬방식을 지정하지 않는다면 낮은 숫자가 높은 우선순위를 갖는다.

TreeSet : 입력 순서대로 저장 순서를 보장하지 않으면서 중복 데이터 또한 넣지 못한다.
특정 규칙에 의해 정렬된 형태의 집합을 쓰고 싶을때 사용한다.

이 글은 st-lab 님의 블로그 자바 [JAVA] - 자바 컬렉션 프레임워크 (Java Collections Framework) 를 정리하여 만든 글 입니다.
제가 공부하기 쉽게 한 정리한 자료 이므로 자세한 내용은 아래 블로그에서 확인하실 수 있습니다.