List 컬렉션

List 컬렉션은 배열과 비슷하게 객체를 인덱스로 관리한다. 배열과의 차이점은 저장용량이 자동으로 증가하며, 객체를 저장할 때 자동 인데그삭 부여된다는 것이다. 그리고 추가, 삭제, 검색을 위한 다양한 메소드들이 제공된다.

List 컬렉션은 객체 자체를 저장하는 것이 아니라 객체의 번지를 참조한다. 그렇기 때문에 동일한 객체를 중복 저장할 수 있는데, 이 경우 동일한 번지가 참조된다. null도 저장이 가능하며, 이 경우 해당 인덱스는 객체를 참조하지 않는다.

ArrayList 클래스

ArrayList클래스는 가장 많이 사용되는 컬렉션 클래스 중 하나이다.
내부적으로 배열을 이용하여 요소를 저장한다.

ArrayList클래스는 배열을 이용하기 때문에 인덱스를 이용해 배열요소에 빠르게 접근할 수 있다.
하지만 배열은 크기를 변경할 수 없는 인스턴스이므로, 크기를 늘리기 위해서는 새로운 배열을 생성하고 기존의 요소들을 옮겨야 하는 복잡한 과정을 거쳐야 한다.
물론 이 과정은 자동으로 수행되지만, 요소의 추가 및 삭제 작업에 걸리는 시간이 매우 길어지는 단점을 가지게 된다.

ArrayList<Integer> arrList = new ArrayList<Integer>();

// add() 메소드를 이용한 요소의 저장
arrList.add(40);
arrList.add(20);
arrList.add(30);
arrList.add(10);

// for 문과 get() 메소드를 이용한 요소의 출력
for (int i = 0; i < arrList.size(); i++) {
    System.out.print(arrList.get(i) + " ");
}

// remove() 메소드를 이용한 요소의 제거
arrList.remove(1);

// Enhanced for 문과 get() 메소드를 이용한 요소의 출력
for (int e : arrList) {
    System.out.print(e + " ");
}

// Collections.sort() 메소드를 이용한 요소의 정렬
Collections.sort(arrList);

// iterator() 메소드와 get() 메소드를 이용한 요소의 출력
Iterator<Integer> iter = arrList.iterator();
while (iter.hasNext()) {
    System.out.print(iter.next() + " ");
}

// set() 메소드를 이용한 요소의 변경
arrList.set(0, 20);

for (int e : arrList) {
    System.out.print(e + " ");
}

// size() 메소드를 이용한 요소의 총 개수
System.out.println("리스트의 크기 : " + arrList.size());

결과값

40 20 30 10 
40 30 10
10 30 40 
20 30 40
리스트의 크기 : 3

LinkedList 클래스

LinkedList클래스는 ArrayList클래스가 배열을 이용하여 요소를 저장함으로써 발생하는 단점을 극복하기 위해 고안되었다.
LinkedList클래스는 내부적으로 연결리스트를 통해 요소를 저장한다.

배열은 저장된 요소가 순차적으로 저장된다.
하지만 연결리스트는 저장된 요소가 비순차적으로 분포되며, 이러한 요소들 사이를 링크로 연결하여 구성한다.
다음 요소를 가리키는 참조만을 가지는 연결 리스트를 단일 연결리스트라고한다.

이러한 단일 연결리스트는 요소의 저장과 삭제 작업이 다음요소를 가리키는 참조만 변경하면 되므로, 아주 빠르게 처리된다.
하지만 단일 연결리스트는 현재 요소에서 이전요소로 접근하기가 매우 어렵다.

따라서 이전 요소를 가리키는 참조도 가지는 이중 연결 리스트가 좀더 많이 사용된다.

LinkedList클래스도 이중 연결 리스트를 내부적으로 구현한 것이다.
또한, LinkedList클래스 역시 List인터페이스를 구현하므로, ArrayList클래스와 사용할 수 있는 메소드가 거의 같다.

LinkedList<String> lnkList = new LinkedList<String>();

// add() 메소드를 이용한 요소의 저장
lnkList.add("넷");
lnkList.add("둘");
lnkList.add("셋");
lnkList.add("하나");

// for 문과 get() 메소드를 이용한 요소의 출력
for (int i = 0; i < lnkList.size(); i++) {
    System.out.print(lnkList.get(i) + " ");
}

// remove() 메소드를 이용한 요소의 제거
lnkList.remove(1);

// Enhanced for 문과 get() 메소드를 이용한 요소의 출력
for (String e : lnkList) {
    System.out.print(e + " ");
}

// set() 메소드를 이용한 요소의 변경
lnkList.set(2, "둘");

for (String e : lnkList) {
    System.out.print(e + " ");
}

// size() 메소드를 이용한 요소의 총 개수
System.out.println("리스트의 크기 : " + lnkList.size());

결과값
넷 둘 셋 하나
넷 셋 하나
넷 셋 둘
리스트의 크기 : 3

Vector 클래스

Vector 클래스는 ArrayList클래스와 같은 동작을 수행하는 클래스이다. 현재의 Vector클래스는 ArrayList클래스와 마찬가지로 List인터페이스를 상속받는다.
따라서 Vector클래스에서 사용할 수 있는 메소드는 ArrayList클래스에서 사용할 수 있는 메소드와 거의 같다.
하지만 현재 기존 코드와의 호환성을 위해서 남아있으므로, Vector클래스보다는 ArrayList클래스를 사용하는 것이 좋다.

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Collection Framwork

자바에서 컬렉션 프레임워크란, 다수의 데이터를 쉽고 효과적으로 처리할 수 있는 표준화된 방법을 제공하는 클래스의 집합을 의미한다. 다시말해 데이터를 저장하는 자료 구조와 데이터를 처리하는 알고리즘을 구조화하여 클래스로 구현해 놓은 것이다.

이러한 컬렉션 프레임워크는 자바의 인터페이스를 사용하여 구현된다.

컬렉션 프레임워크긔 핵심 인터페이스

크게 3가지 타입으로 나누어 핵심이 되는 주요 인터페이스를 정의했다.

1. List
2. Set
3. Map

여기서 List와 Set 인터페이스의 공통점을 뽑아내어 새로운 인터페이스인 Collection을 추가로 정의하였다. Map 인터페이스는 구조상의 차이로 인해 별도로 정의된다.

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추상클래스

제어자 중에서 abstract라는 것이 있다. 이 제어자가 클래스 앞에 붙으면 추상클래스가 된다.

클래스를 설계도에 비유한다면 추상클래스는 미완성 설계도에 비유할 수 있다. 단어 뜻 그대로 완성되지 못한 채로 남겨진 설계도를 말한다. 미완성 메소드를 포함하고 있다는 의미이다. 추상메소드를 포함하고 있다는 것을 제외하고는 일반 클래스와 전혀 다르지 않다.

추상클래스는 그 자체로 클래스 역할을 다 하지 못하지만, 새로운 클래스를 작성하는데 있어서 바탕이 되는 조상클래스로서의 중요한 역할을 한다.

추상메서드

메소드는 선언부와 구현부로 구성되어 있다.
추상메소드란 서언부만 작성하고 구현부는 작성하지 않은 채로 남겨 둔 것이 추상메소드이다. 실제 내용은 상속받는 클래스에서 구현하도록 비워둔 것이다. 추상메소드 역시 키워드 ‘abstract’를 앞에 붙혀주고, 구현부가 위치할 {}대신 마침을 의미하는 ;을 작성한다.

추상클래스 사용이유

자손 클래스에서 추상메소드를 반드시 구현하도록 강요하기 위해서 이다. 상속받은 자손클래스에서는 메소드들이 완전히 구현된 것으로 인식하고 오버라이딩을 하지 않을 수 있기 때문이다.

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Boxing과 UnBoxing

기본 타입의 값을 포장 객체로 만드는 과정을 박싱이라고 하고 반대로 포장객체에서 기본 타입의 값을 얻어내는 과정을 언박싱이라고 한다.

public class Wrapper_Ex {
    public static void main(String[] args)  {
        Integer num = new Integer(17); // 박싱
        int n = num.intValue(); //언박싱
        System.out.println(n);
    }
}

자동박싱과 자동언박싱

기본 타입 값을 직접 방싱, 언박싱하지 않아도 자동적을 박싱과 언박싱이 일어나는 경우가 있다. 자동박싱의 포장클래스 타입에 기본값이 대입될 경우에 발생한다.예를 들어 int타입의 값을 Integer클래스 변수에 대입하면 자동 박싱이 일어나 힙 영역에 Integer객체가 생성된다.

public class Wrapper_Ex {
    public static void main(String[] args)  {
        Integer num = 17; // 자동 박싱
        int n = num; //자동 언박싱
        System.out.println(n);
    }
}

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Wrapper Class

자바의 자료형은 기본타입(primitive type)과 참조타입(reference type)으로 나누어진다. 기본타입은 char, int, float, double, boolean 등이 있고, 참조타입은 class, interface등이 있는데 프로그래밍을 하다 보면 기본 타입의 데이터를 객체로 표현해야하는 경우가 있다.
이럴 때 기본자료타입을 객체로 다루기 위해서 사용하는 클래스들을 래퍼클래스라고 한다.
자바의 모든 기본타입은 값을 갖는 객체를 생성할 수 있다. 이런 객체를 포장객체라고도 하는데, 그 이유는 기본타입의 값을 내부에 두고 포장하기 때문이다. 래퍼 클래스로 감싸고 있는 기본타입 값은 외부에서 변경할 수 없다. 만약 값을 변경하고 싶다면 새로운 포장 객체를 만들어야 한다.

래퍼클래스의 종류

기본타입	래퍼클래스
byte	Byte
char	Character
int	Integer
float	Float
double	Double
boolean	Boolean
long	Long
short	Short
래퍼 클래스는 java.lang 패키지에 포함되어 있는데, 다음과 같이 기본 타입에 대응되는 래퍼 클래스들이 있다. char타입과 int타입이 각각 Character와 Integer의 래퍼 클래스를 가지고 있고 나머지는 기본 타입의 첫 글자를 대문자로 바꾼 이름을 가지고 있다.

모든 래퍼클래스의 부모는 Object이고, 내부적으로 숫자를 다루는 래퍼클래스의 부모 클래스는 Number클래스이다. 모든 래퍼클래스는 최종 클래스로 정의된다.

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업캐스팅

서브클래스는 슈퍼클래스의 모든 특성을 상속받는다. 따라서 서브 클래스는 슈퍼클래스가 될 수 있다.
즉, 서브 클래스가 슈퍼 클래스가 되는 것을 업 캐스팅이라고 한다.

class Person{
    String name;
    String id;

    public Person(String name){
        this.name = name;
    }
}

class Student extends Person{
    String grade;
    String department;

    public Student(String name){
        super(name);
    }
}

public class UpcastingEx{
    public static void main(String[] args){
        Person p;
        Student s = new Student("이재문");
        p = s; //업 캐스팅 발생

        System.out.println(p.name); //정상 컴파일
        Ststem.out.println(p.grade); //컴파일 오류
    }
}

Student로 인스턴스를 생성하고 Person 레퍼런스 타입으로 담았다.
다시 말해서 Person클래스의 멤버만 접근이 가능하고 Student의 멤버는 접근이 불가능하다.

다운캐스팅

서브 클래스가 슈퍼 클래스로 변했을 때 서브 클래스의 인스턴스는 잠시 가려져 있을 뿐 사라지지 않는다.
서브 클래스의 원래 특성으로 돌려 놓는게 다운 캐스팅이다.
다운 캐스팅은 업 캐스팅과 달리 명시적으로 타입을 지정해야 한다.
UpcastingEx클래스 부분만 수정한다.

public class DowncastingEx{
    public static void main(String[] args){
        Person p = new Student("이재문"); //업 캐스팅 발생
        Student s;

        s = (Student)p; //다운 캐스팅

        System.out.println(s.name); //정상 작동
        s.grade = "A"; //컴파일 오류
    }
}

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getter, setter

private 변수를 외부에서 접근하게 하려면 public메소드를 제공한다.
값을 얻는 get()메소드를 getter, 값을 지정하는 set()메소드를 setter라고 한다.
외부 클래스에서 private멤버 변수에 직접 접근할 수 없지만,
public 메소드인 setter를 활용하여 값을 대입할 수 있다.

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InnerClass

• 클래스가 다른 클래스를 포함하는 경우, 내부에 포함된 클래스의 명칭

• 파일 크기의 최소화, 보안, 성능 향상, 이벤트 처리 등을 쉽게 하기 위해 사용

• 자바 클래스 구조를 더 조직화하고, 소스코드를 구현시 효율을 높일 수 있음

• 내부 클래스가 생성되기 위해 외부 클래스의 객체가 반드시 필요

• 내부 클래스는 정의되는 위치에 따라 멤버 클래스와 지역 클래스로 나뉨

• 멤버클래스

  • 멤버 변수와 동일한 위치에 선언된 내부 클래스
  • static예약어가 붙은 static 멤버와 instance 멤버로 나뉨
  • 동일한 클래스 뿐아니라 다른 클래스에서도 활용 가능
  • 클래스의 멤버 변수와 성격이 비슷

• 지역클래스

  • 메서드 내에 클래스가 정의되어 있는 경우
  • 지역클래스와 무명클래스로 나뉨
  • 활용 범위가 메서드 블록 내부로 제한되는 특징을 갖는 등 지역 변수와 성격이 비슷

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LocalDate

로컬 날짜 클래스로 날짜 정보만 필요할 때 사용한다.
LocalDate currentDate = LocalDate.now();
: 컴퓨터 현재의 날짜 정보를 저장한다.
LocalDate targetDate = LocalDate.of(int year, int month, int dayOfMonth);

파라미터로 주어진 날짜 값을 저장한다.
|리턴타입|메소드(매개변수)|설명
|-|-|-|
|int|getYear()|년|
|Month|getMonth()|Month 열거 값(JANUARY, FEBRUARY, MARCH ..)|
|int|getMonthValue()|월(1, 2, 3 ..)|
|int|getDayOfYear()|일년의 몇 번째 일|
|int|getDayOfMonth()|월의 몇 번째 일|
|DayOfWeek|getDayOfWeek()|요일(MONDAY, TUESDAY, WEDNESDAY..)|
|boolean|isLeapYear()|윤년여부|

LocalTime

로컬 시간 클래스로 시간 정보만 필요할 때 사용하면 된다.
LocalTime currentTime = LocalTime.now();
: 컴퓨터의 현재 시간정보
LocalTime targetTime = LocalTime.of(int hour, int minute, int second, int nanoOfSecond)

파라미터로 주어진 시간 값을 저장한다.
|리턴타입|메소드(매개변수)|설명
|-|-|-|
|int|getHour()|시간|
|int|getMinute()|분|
|int|getSecond()|초|
|int|getNano()|나노초|

LocalDateTime

날짜와 시간 정보가 모두 필요할 때 사용하면 된다.
LocalDateTime currentDateTime = LocalDateTime.now();
: 컴퓨터의 현재 날짜와 시간 정보
LocalDateTime targetDateTime = LocalDateTime.of(int year, int month, int dayOfMonth, int hour, int minute, int second, int nanoOfSecond);

파라미터로 주어진 날짜와 시간값을 저장한다.

ZonedDateTime

ISO-8601 달력 시스템에서 정의하고 있는 타임존의 날짜와 시간을 저장하는 클래스이다. 결과는 2016-04-01T16:54:05.739+09:00[Asia/Seoul]와 같고, 맨 뒤에 +09:00[Asia/Seoul] 협정세계시와의 시차(+9시간)와 ZoneId(Asia/Seoul) 정보가 붙는다.
ZonedDateTime utcDateTime = ZonedDateTime.now(ZoneId.of(“UTC”));

UTC기준 현재 시각을 표시해준다.
ZonedDateTime seoulDateTime = ZonedDateTime.now(ZoneId.of(“Asia/Seoul”));
|리턴타입|메소드(매개변수)|설명
|-|-|-|
|ZoneId|getZone()|ZoneId를 리턴(Asia/Seoul)|
|ZoneOffset|getOffset()|UTC와의 시차를 리턴(+09:00)|

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startswith()

startsWith() 함수는 대상 문자열이 특정 문자 또는 문자열로 시작하는지 체크하는 함수이다. 해당 문자열로 시작되는지 여부를 확인하고 boolean 에 맞춰 true/false 값을 리턴한다.

public class StartsWithTest{

    public static void main(String[] args){

        String startsWithT = "자바 코딩 테스트 ";

        System.out.println( startsWithT.startsWith("자바") );  // true
        System.out.println( startsWithT.startsWith("자바 ") );// true
        System.out.println( startsWithT.startsWith("자") );// true
        System.out.println( startsWithT.startsWith(" 자") );// false
    }
}

Startswith()는 공백도 취급한다.

endswith()

endsWith() 함수는 대상 문자열이 특정 문자 또는 문자열로 끝나는지 체크하는 함수이다. 해당 문자열로 끝나는 여부를 확인하고 boolean 에 맞춰 true/false 값을 리턴한다.

public class EndsWithTest{

    public static void main(String[] args){
         String endsWithT = "자바 코딩 테스트 ";

        System.out.println( endsWithT.endsWith("테스트") );  // false
        System.out.println( endsWithT.endsWith("테스트 ") );// true
        System.out.println( endsWithT.endsWith("트 ") );// true
        System.out.println( endsWithT.endsWith(" 테") );// false
    }
}

테스트 뒤에 공백이 있기 때문에 공백을 넣지 않으면 false가 나온다.

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