[JAVA] 컬렉션 이란?

컬렉션

 

컬렉션이란 순서에 관련이 있거나 집합적인 데이터를 저장하는 자료 구조와 데이터를 처리하는 알고리즘을 구조화하여 구현해놓은 클래스의 집합이다

 

 

자바에서 일반적인 배열의 선언은 길이가 고정되어있기 때문에 크기를 한번 할당을 받을 때 크게 받아놓고 하는 경우가 있다.

이러한 불편함을 덜고자 java.util.* 에서 제공하는 클래스와 인터페이스들을 사용해본적이 있을 것이다 이런 것들을 

통틀어서 컬렉션 프레임워크 라고한다.

//일반적인 고정길이 배열선언
int []arr = new int [10000];

//컬렉션을 이용한 가변길이 배열(ArrayList)선언
ArrayList<Integer> arr2 = new ArrayList<Integer>();

 

 

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종류

컬렉션 프레임워크에서 구현되는 여러 자료구조들은 단독적으로 존재하지 않고

항상 인터페이스라는 규격? 을에 맞춰 정형화시켜 구현을 한다

1.List 인터페이스

  (ArrayList , LinkedList , Vector 등 과 같은 것들이 있다)

2.Set 인터페이스

  (HashSet , SortedSet 등 과 같은 것들이 있다)

3.Map 인터페이스

  (Hashtable , HashMap 등 과 같은 것들이 있다)

 

 

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컬렉션을 사용할 때 반드시 알아야 할 것

//일반적인 고정길이 배열선언
int []arr = new int [10000];

//컬렉션을 이용한 가변길이 배열(ArrayList)선언
ArrayList<Integer> arr2 = new ArrayList<Integer>();

아까 위에서 예시로 말하기로는 두 가지 배열이라고 얘기했지만

내부적으로 작동하는 방식이 아예 다르다

 

첫 번째 고정적인 배열을 만들어 줄 때는 선언되는 자료형이 int 형 (primitive : 기본 타입)이고

두 번째 ArrayList에서 사용된 숫자를 담는 자료형은 Integer 형(wrapper class 라 불리는 참조형 타입)이라는 점이다

 

 

ArrayList를 예를 들어 자세한 이해를 위해 다음 코드를 보면

public class ArrayList<E> extends AbstractList<E>
        implements List<E>, RandomAccess, Cloneable, java.io.Serializable
{
    private static final long serialVersionUID = 8683452581122892189L;

    /**
     * Default initial capacity.
     */
    private static final int DEFAULT_CAPACITY = 10;

    /**
     * Shared empty array instance used for empty instances.
     */
    private static final Object[] EMPTY_ELEMENTDATA = {};
    
    ..
    ....
    
    transient Object[] elementData;
    
    private int size;
    ..
    ..
        private void add(E e, Object[] elementData, int s) {
        if (s == elementData.length)
            elementData = grow();
        elementData[s] = e;
        size = s + 1;
    }
    ..
    ..
    ..
}

  

위의 코드는  ArrayList의 소스코드이다 

(java.base jar의 java.util 패키지를 보면 나와있다.)

여기서 눈여겨봐야 할 점은 데이터를 받는 자료형이 Object로 되어있다

(Object [] elementData라고 나와있는 부분)

 

ArrayList 자료형의 add메서드로 들어가는 인자가 기본 타입이면 안된다는 뜻으로 해석하면 된다.

 

즉 Object 클래스를 상속받는 (사용자 정의 class , wrapper class 등 참조형) 객체 여야지 들어갈 수가 있다

 

모든 클래스들은 가장 상위에 Object class라는 것을 자동으로 상속을 받는다

특정 자료형만을 고려하여 ArrayList라는 것을 만들 수 없기 때문에 Object 클래스를 이용한 것이라 볼 수 있다.

ArrayList arr = new ArrayList();
//new ArrayList<Integer>(); 과는 다르게 참조형타입 모두 담을수 있다
arr.add("hello");
arr.add(2323);
		
Object a = new String("erer");
		
System.out.println(arr.get(0));
System.out.println(arr.get(1));

위 코드는 에러가 나지 않고 잘 출력이 된다  (ArrayList를 선언할 때 자료형을 명시해달라는 경고는 뜬다)

이런 것들처럼 실제 메모리에 할당되는 것들과 그것들을 참조하는 객체의 타입이 꼭 같지 않아도 된다.

 

 

하지만 그렇다고 이렇게 생각하면 안 된다

"Object 가 만능이네~~ 개꿀 다 저걸로 해야지~~~"

 

 

Object a = new String("hello");
System.out.println(a.length());  //에러가 난다
String b = new String("java");
System.out.println(b.length());


String c = (String)a;
System.out.println(c.length());

 

받는 타입이 Stirng으로 선언된 b 변수는 length()를 호출할 수 있지만

Object로 받은 a는 그럴 수 없기 때문에 에러가 난다

 

굳이 이런 식으로 사용을 하겠다면 강제로 (Stirng)을 이용하여 형 변환을 한 다음 String 클래스의 메서드를 사용해줄 순 있다.

 

 

자 그럼 여기서 아래 코드처럼 모든 데이터 타입을 신경 쓰면서 배열을 이용하고 싶은 사람이 있는가??

여러 참조 자료형 (wrapper class 에만 해당됨) 이든 Object에 담아서 사용할 수 있지만

어떤 형의 자료형인지 알고 사용자가 직접 바꿔주어야 한다는 점이 매우 불편하다.

Object []arr = new Object[100];
arr[0] = new Integer(3);
arr[1] = new String("hello");
..
..
..
arr[99] = new ClassA();
		
Integer a = (Integer)arr[0];
String b = (String) arr[1];
..
..

 

 

이렇게 자료형을 구분하기 위해서

컬렉션을 선언과 동시에 자료형까지 명시해주기 위해 제네릭(generic)이란 게 등장한다

ArrayList nums = new ArrayList<Integer>();
ArrayList names = new ArrayList<String>();
..
..