자바(Java) - 컬렉션 프레임워크(3) Set(HashSet)

HashSet

• 순서를 보장하지 않으며 중복 값을 허용하지 않습니다.
• 중복 여부 확인은 HashCode()의 리턴 값을 이용 합니다. (경우에 따라서 오버라이딩)
• 수학의 집합과 유사한 개념(합집합, 교집합, 차집합)

import java.util.Arrays;
import java.util.HashSet;

public class Main {
    public static void main(String[] args) {
        HashSet<Member> set = new HashSet<>();
        set.add(new Member(1000, "양콩미"));
        set.add(new Member(1001, "강민경"));
        set.add(new Member(1002, "홍길동"));
        Member member = new Member(1003, "한라봉");
        set.add(member);
        set.add(new Member(1002, "김딸기"));

        for(Member e : set) {
            e.showMember();
        }
    }
}

id : 1000
이름 : 양콩미
---------------
id : 1001
이름 : 강민경
---------------
id : 1002
이름 : 홍길동
---------------
id : 1003
이름 : 한라봉
---------------
id : 1002
이름 : 김딸기
---------------

🐸 : 혹시 이 코드에서 이상한 점 못 느꼈나?

🐶 : 방금 Set 클래스는 중복을 허용하지 않는다 했는데 id 1002가 중복인데도 불구하고 둘 다 출력됐어. 어떻게 된거지?

🐸 : 각 객체를 생성할 때 참조 변수 'set'이 가리키는 주소가 각기 다르기 때문에 hashCode()도 다르게 리턴됐기 때문이야.

Set 클래스는 위 그림과 같이 hashCode() 리턴값이 같고, equals() 리턴값 true면 동등 객체로 봐. 따라서 hashCode()와 equals()를 오버라이딩 하여 코드를 수정하면 이러한 오류(?)를 없앨 수 있어.

🐶 : 뭔 말인지 이해가 어려워 개굴

🐸 : 그림으로 다시 설명해줄게.

🐸 : 객체가 생성될 때마다 해당 데이터는 Heap 메모리에 '값'이 아닌 객체의 메모리 주소가 담긴 데이터를 저장해. 이 주소값을 토대로 hashFunction에서 hashCode를 생성하기 때문에 실제 id가 같든 아니든 다른 객체로 인식하는거지.

이걸 아래와 같은 코드로 hashCode()와 equals()를 오버라이딩 하면 id가 같으면 동등한 객체로 인식할 수 있도록 하여 중복을 제거할 수 있어!

🐶 : 자세한 설명 고마워 개굴

class Member {
    int id;
    String name;

    @Override // Object의 hashCode()를 오버라이딩
    public int hashCode() {
        return id;
    }

    @Override
    public boolean equals(Object obj) {
        if(obj instanceof Member) { // 모든 클래스 중 Member 클래스 타입이면 true
            Member member = (Member) obj; // 부모 객체에서 자식 객체로 변환하기 때문에 다운캐스팅 사용
            if(this.id == member.id) return true;
        } else return false;
        return false;
    }

    public Member(int id, String name) {
        this.id = id;
        this.name = name;
    }

    public void showMember() {
        System.out.println("id : " + id);
        System.out.println("이름 : " + name);
        System.out.println("---------------");
    }
}

main에서 다시 실행하면

id : 1000
이름 : 양콩미
---------------
id : 1001
이름 : 강민경
---------------
id : 1002
이름 : 홍길동
---------------
id : 1003
이름 : 한라봉
---------------

교집합, 합집합, 차집합 구하기

교집합

public static void main(String[] args) {
    HashSet<Integer> s1 = new HashSet<>(Arrays.asList(1,2,3,4,5,6));
        HashSet<Integer> s2 = new HashSet<>(Arrays.asList(4,5,6,7,8,9));
        s1.retainAll(s2); // 교집합을 수행하는 메소드
        System.out.println(s1);
}

합집합

public static void main(String[] args) {
        HashSet<Integer> s1 = new HashSet<>(Arrays.asList(1,2,3,4,5,6));
        HashSet<Integer> s2 = new HashSet<>(Arrays.asList(4,5,6,7,8,9));
        s1.addAll(s2); // 합집합을 수행
        System.out.println(s1);
    }

차집합

public static void main(String[] args) {
    HashSet<Integer> s1 = new HashSet<>(Arrays.asList(1, 2, 3, 4, 5, 6));
    HashSet<Integer> s2 = new HashSet<>(Arrays.asList(4, 5, 6, 7, 8, 9));

    HashSet<Integer> substract = new HashSet<>(s1);  // s1으로 substract 생성
    substract.removeAll(s2); // 차집합 수행
    System.out.println(substract);  // [1, 2, 3] 출력
}

관련 메소드

값 추가하기(add)

public static void main(String[] args) {
    HashSet<String> set = new HashSet<>();
    set.add("Jump");
    set.add("To");
    set.add("Java");
    System.out.println(set);  // [Java, To, Jump] 출력
}

값 여러 개 추가하기(addAll)

public static void main(String[] args) {
    HashSet<String> set = new HashSet<>();
    set.add("Jump");
    set.addAll(Arrays.asList("To", "Java"));
    System.out.println(set);  // [Java, To, Jump] 출력
}

특정 값 제거하기(remove)

public static void main(String[] args) {
    HashSet<String> set = new HashSet<>(Arrays.asList("Jump", "To", "Java"));
    set.remove("To");
    System.out.println(set);  // [Java, Jump] 출력
}

✏️알고리즘 예제🐸

문제 : 알파벳 소문자로 이루어진 N개의 단어가 들어오면 아래와 같은 조건에 따라 정렬하는 프로그램 작성

 

조건 1. 길이가 짧은 것 부터
조건 2. 길이가 같으면 사전 순으로
조건 3. 중복 제거

 

입력 : 13 but i wont hesitate no more no more it cannot wait im yours
출력 : i im it no but more wait wont yours cannot hesitate

import java.util.Arrays;
import java.util.Comparator;
import java.util.HashSet;
import java.util.Scanner;

public class Main {
    public static void main(String[] args) {
        Scanner sc = new Scanner(System.in);
        int n = sc.nextInt();
        String[] word = new String[n];
        for(int i = 0; i < word.length; i++) {
            word[i] = sc.next();
        }
        // ★ HashSet을 이용해 중복 제거 후 word 배열에 다시 담음.
        HashSet<String> hashSet = new HashSet<>(Arrays.asList(word));
        word = hashSet.toArray(new String[0]); // 배열의 크기를 0으로 지정하면 자동으로 배열 크기가 지정됨
        Arrays.sort(word, new Comparator<String>() {
            @Override
            public int compare(String o1, String o2) {
                if(o1.length() == o2.length()) {
                    return o1.compareTo(o2); // 결과가 양수이면 정렬 조건 (o2가 사전순으로 더 앞인 경우)
                } else {
                    return o1.length() - o2.length(); // 결과가 양수이면 정렬 조건
                }
            }
        });
        for(String e : word) System.out.print(e + " ");
    }
}