자바(Java) - 컬렉션 프레임워크(1) List(ArrayList, LinkedList, Vector)

List 인터페이스란?

리스트는 배열과 비슷한 자바의 자료형으로 배열보다 편리한 기능을 많이 가지고 있습니다.

리스트와 배열의 가장 큰 차이점은 리스트는 크기가 정해져 있지 않고 동적으로 변한다는 점 입니다.

이처럼 데이터의 크기를 알 수 없을 때 유용하게 사용 가능합니다.

• 요소의 저장 순서 유지
• 같은 요소의 중복 저장 허용
• 데이터 크기가 고정되어있지 않음 (동적 할당)
• 다양한 메소드 제공

List 컬렉션 클래스의 종류

1. ArrayList ⭐
2. LinkedList
3. Vector
4. Stack

ArrayList, LinkedList, Vector는 사용 방법이 동일(내부 구조가 거의 비슷함)하기 때문에 각 클래스를 선언할 때에는 아래 처럼 각각 따로 생성하지 말고 List로 생성하여 필요에 따라 다르게 하는 것이 편함.

ArrayList<E> arraylist = new ArrayList<E>();
LinkedList<E> linkedlist = new LinkedList<E>();
Vector<E> vector = new Vector<E>();

List<E> list = new ArrayList<E>();

1. ArrayList 클래스

• 메모리에 연속된 공간에 저장됨.
• 검색을 인덱스로 하기 때문에 속도가 빠름.
• 삽입/삭제는 느림(단, 맨 뒤에 삽입/삭제는 빠름)
  아래 그림과 같이 값을 추가하거나 삭제할 경우,
  그 뒤에 있는 값들이 추가하는 만큼 뒤로 밀리기 때문에 자주 값을 추가/삭제하는 경우에는 성능이 저하됨. 
• 이를 보완하는 것으로 LinkedList 클래스가 있음 💡

import java.util.ArrayList;

public class Sample {
    public static void main(String[] args) {
        ArrayList<String> pitches = new ArrayList();
        pitches.add("138");
        pitches.add("129");
        pitches.add("142");
				System.out.println(pitches);
    }
}

특정 위치에 삽입

해당 컬렉션에 요소를 추가 하거나 해당 인덱스 위치에 값을 삽입

pitches.add(0, "130");

get

특정 위치의 값을 가져 올 때

System.out.println(pitches.get(1));

size

ArrayList의 갯수를 리턴한다.

System.out.println(pitches.size());

contains

리스트 안에 해당 항목이 있는지를 판별하여 그 결과를 boolean으로 리턴한다.

System.out.println(pitches.contains("142"));

remove

remove(객체) : 리스트에서 객체에 해당되는 항목을 삭제하고 삭제한 결과(true, false)를 리턴

System.out.println(pitches.remove("129"));
true

remove(인덱스) : 해당 인덱스의 항목을 삭제하고 삭제된 항목을 리턴

System.out.println(pitches.remove(0));

이 외 다양한 방법!

이미 데이터가 배열 형태로 존재할 경우 추가하는 법

public static void main(String[] args) {
    String[] data = {"138", "129", "142"};
    ArrayList<String> pitches = new ArrayList<>(Arrays.asList(data));
    System.out.println(pitches);
}

• asList() 는 이미 만들어진 배열을 List에 추가

리스트 정렬하기

• 오름차순 정렬 : Comparator.naturalOrder()
• 내림차순 정렬 : Comparator.reverseOrder()

import java.util.ArrayList;
import java.util.Arrays;
import java.util.Comparator;

public class List {
    public static void main(String[] args) {
        ArrayList<String> pitches = new ArrayList<>(Arrays.asList("138", "129", "142"));
        pitches.sort(Comparator.naturalOrder());  // 오름차순으로 정렬
        System.out.println(pitches);  // [129, 138, 142] 출력
    }
}

pitches.sort(Comparator.reverseOrder());
        System.out.println(pitches);

2. LinkedList

사용 방법은 ArrayList와 동일

LinkedList 클래스는 ArrayList 클래스가 배열을 이용하여 요소를 저장하는 방식(위 그림 참조)에서 발생하는 단점을 극복하기 위해 고안되었습니다.

 

LinkedList 클래스는 저장된 요소가 순차적으로 저장된다는 것은 ArrayList 클래스와 동일하지만 저장된 요소가 비순차적으로 분포되며, 이러한 요소들 사이를 링크(link)로 연결하여 구성합니다. 

 

비순차적으로 분포되어 있기 때문에 중간에 값이 추가/삭제 되어도 그 요소들의 링크만 재설정하면 되기 때문에 속도가 ArrayList에 비해 훨씬 빠릅니다.

 

허나 장점이 곧 단점이 되어 비순차적으로 분포하여 검색은 매우 느립니다.

3. Vector

사용 방법은 ArrayList와 동일

ArrayList와 다른 점은 동기화된(Synchronized) 메소드로 구성되어 있어 멀티 스레드 환경에서 안전함.

허나 ArrayList에 비해 성능은 떨어짐.

 

정리하면!!

값이 계속 추가 되어야 하면 ArrayList
값을 넣었다 뺐다가 많으면 LinkedList
여러 스레드에서 사용해야 하면 Vector

상황에 맞게 적절한 클래스를 사용하자.

 

🐸실전 예제✏️

🐸 : 이제까지는 브라켓(<>)에 기본 데이터 타입만 넣어봤다. 헌데 해당 브라켓 안에는 객체 타입도 들어올 수 있다.

        추후 실제로 데이터베이스와 연계하여 값을 읽어올 때는 대부분 아래 예제와 같은 형태로 부른다.

       클래스는 아래 NameCard 처럼 메소드 없이 생성자만 존재하 데이터를 담는 용도로만 쓰는 경우도 많다.

 

1번

public class Main {
    public static void main(String[] args) {
        List<NameCard> n1 = new Vector<>();
        n1.add(new NameCard("양콩미","010-1234-1234","aaa@naver.com","Junior",
                "서울시 강남구"));
        n1.add(new NameCard("홍길동","010-0987-1234","bbb@kakao.com","Junior",
                "수원시 영통구"));
        n1.add(new NameCard("도레미","010-3422-1234","ccc@naver.com","Senior",
                "서울시 송파구"));

        for(NameCard e : n1) {
            System.out.println("이름 : " + e.name);
            System.out.println("전화번호 : " + e.phone);
            System.out.println("메일 : " + e.mail);
            System.out.println("직급 : " + e.position);
            System.out.println("주소: " + e.address);
            System.out.println();
        }
    }
}
class NameCard {
    String name;
    String phone;
    String mail;
    String position;
    String address;
    public NameCard(String name, String phone, String mail, String position, String address) {
        this.name = name;
        this.phone = phone;
        this.mail = mail;
        this.position = position;
        this.address = address;
    }
}

2번

public class MenuInfo {
    String name;    // 메뉴명
    int price;     // 메뉴의 가격
    String group; // 메뉴의 분류
    String desc; // 메뉴에 대한 설명

    public MenuInfo(String name, int price, String group, String desc) {
        this.name = name;
        this.price = price;
        this.group = group;
        this.desc = desc;
    }

    public void getMenuInfo() {
        System.out.println("메뉴명 : " + name);
        System.out.println("가격 : " + price);
        System.out.println("분류 : " + group);
        System.out.println("설명 : " + desc);
        System.out.println();
    }
}

import java.util.ArrayList;
import java.util.List;

public class Main {
    public static void main(String[] args) {
        List<MenuInfo> m1 = new ArrayList<>();
        m1.add(new MenuInfo("아메리카노",4500,"커피","씁쓸한 맛"));
        m1.add(new MenuInfo("라떼",5200,"커피","우유가 포함되어 고소함"));

        MenuInfo test = new MenuInfo("카라멜마끼아또", 5800, "커피", "카라멜이 들어가 달달함");
        m1.add(test);

        for(MenuInfo e : m1) e.getMenuInfo();
    }
}

🐸알고리즘 예제✏️

• 문제 : 정수 n과 수의 목록이 주어졌을 때, 목록에 들어있는 수가 n의 배수인지 아닌지 구하는 프로그램 작성
• 입력 : 첫째줄에 n이 주어짐, 다음 줄 부터 한 줄에 한 개씩 목록에 들어 있는 수가 주어짐 (0 ~ 10000)
• 출력 : 목록에 있는 수가 n의 배수인지 아닌지 구한 후 예시와 같이 출력

<입력 예시>

3 <- n (주어진 수)

1

7

99

0 <- 반복문에 대한 종료

 

<출력 예시>

1 is NOT a multiple of 3

7 is NOT a multiple of 3

99 is a multiple of 3

public class Main {
    public static void main(String[] args) {
        List<Integer> mul = new ArrayList<>();
        Scanner sc = new Scanner(System.in);
        int n = sc.nextInt();
        while (true) {
            int val = sc.nextInt();
            if(val == 0) break;
            mul.add(val);
        }
        for(int i = 0; i < mul.size(); i++) {
            if(mul.get(i) % n == 0) System.out.printf("%d is a multiple of %d\n",mul.get(i),n);
            else System.out.printf("%d is NOT a multiple of %d\n",mul.get(i),n);
        }
    }
}

🐸 : 정답이다.

        근데 왜 mul.add(new Integer(val))이 아니고, add.mul(val)로 써도 오류가 안나는지 아니?

 

🐶 : 그건 자바의 Wrapper 클래스 덕분이야. Wrapper 클래스는 기본 타입 데이터를 참조형으로 자동 변환해주기 때문에 번거롭게 Integer로 형변환 하지 않아도 돼. 대신, 기본 데이터 타입 이외에는 절대 값이 들어올 수 없어.

 

🐸 : 훌륭해!