Collection

Java에서 컬렉션(Collection)이란 데이터의 집합, 그룹을 의미한다.
JCF(Java Collections Framework)는 이러한 데이터, 자료구조인 컬렉션과 이를 구현하는 클래스(Class)를 정의하는 인터페이스(Interface)를 제공한다.

컬렉션 프레임워크

다음은 Java 컬렉션 프레임워크의 상속구조를 나타낸다.

![Pasted image 20240106200211.png](Pasted image 20240106200211.png)

collection 인터페이스는 List, Set, Queue로 크게 3가지 상위 인터페이스(Interface)로 분류할 수 있다.
그리고 여기에 Map의 경우 Collection 인터페이스를 상속받고 있지 않지만 Collection으로 분류된다.

Collection 인터페이스의 특징

인터페이스	구현클래스	특징
Set	HashSet<br><br>TreeSet	순서를 유지하지 않는 데이터의 집합으로 데이터의 중복을 허용하지 않는다.
List	LinkedList<br><br>Vector<br><br>ArrayList	순서가 있는 데이터의 집합으로 데이터의 중복을 허용한다.
Queue	LinkedList<br><br>PriorityQueue	List와 유사하다.
Map	Hashtable<br><br>HashMap<br><br>TreeMap	키(Key), 값(Value)의 쌍으로 이루어진 데이터으 집합으로,<br>순서는 유지되지 않으며 키(Key)의 중복을 허용하지 않으나 값(Value)의 중복은 허용한다.

1. Set 인터페이스

순서를 유지하지 않는 데이터의 집합으로 데이터의 중복을 허용하지 않는다.
HashSet
- 가장빠른 임의 접근 속도를 가지고 있다.
- 순서를 예측할 수 없다.
TreeSet
- 정렬방법을 지정할 수 있다.

2. List 인터페이스

순서가 있는 데이터의 집합으로 데이터의 중복을 허용한다.
LinkedList
- 양방향 포인터 구조로 데이터의 삽입, 삭제가 빈번할 경우 데이터의 위치정보만 수정하면 되기에 유용하다.
- 스택, 큐, 양방향 큐 등을 만들기 위한 용도로 쓰인다.
Vector
- 과거에 대용량 처리를 위해 사용했으며, 내부에서 자동으로 동기화처리가 일어나 비교적 성능이 좋지 않고 무거워 잘 쓰이지 않음
ArrayList
- 단방향 포인터 구조로 각 데이터에 대한 인덱스를 가지고 있어 조회 기능에 성능이 뛰어나다.

3. Map 인터페이스

키(Key), 값(Value)의 쌍으로 이루어진 데이터으 집합으로, 순서는 유지되지 않으며 키(Key)의 중복을 허용하지 않으나 값(Value)의 중복은 허용한다.
Hashtable
- HashMap보다는 느리지만 동기화 지원한다.
- null이 불가하다.
HashMap
- 중복과 순서가 허용되지 않으며 null값이 올 수 있다.
TreeMap
- 정렬된 순서대로 키(Key)와 값(Value)을 저장하여 검색이 빠르다.

컬렉션과 스트림의 차이

데이터를 언제 계산하느냐가 컬렉션과 스트림(Stream)의 가장 큰 차이이다.
컬렉션은 우리가 아는 DVD와 비슷하다.
영상 전체 데이터를 CD에 모두 담고 있다.
컬렉션은 현재 자료구조가 포함하는 모든 값을 메모리에 저장하는 자료 구조다.
즉, 컬렉션의 모든 요소는 컬렉션에 추가하기 전에 계산되어야 한다.
반면, 스트림은 스트리밍 서비스와 비슷하다.
사용자가 필요로 하는 몇 부분만 미리 내려받는다.
스트림은 이론적으로 요청할 때만 요소를 계산하는 고정된 자료구조이다.
사용자가 요청하는 값만 추출하는 것이 스트림의 핵심이다.
또 다른 컬렉션과 스트림의 차이점은 외부 반복과 내부 반복이다.
컬렉션을 사용하려면 사용자가 직접 요소를 반복( 예) forEach() 사용)해야 하는데 이를 외부 반복이라 한다.
반면 스트림은 반복을 알아서 처리하고 결과 스트림 값을 어딘가에 저장해 주는 내부 반복을 사용한다.
예제를 들어 조금 더 자세히 알아보자. 수학점수와 학년을 변수로 갖는 Score 리스트가 있다.

Java

List<Score>에서 학년이 4학년인 학생들의 수학 점수를 추출하려고 한다.
스트림(Stream)을 활용한 아래의 코드가 실행되면 출력이 어떻게 될까?

Java

정답을 생각해 보면 4학년 학생의 수학점수 100, 50이 출력이 될 것이다.
그리고 중간연산 filter, map의 print문을 한번 살펴보자. 출력 결과는 아래와 같다.

Java

List<Score>에는 10개의 데이터가 있었지만 모두 실행되지 않았다.
출력 내용을 하나씩 살펴보자.
Score(100, GRADE.GRADE4)인 학생은 4학년에 해당되므로 중간연산 filter, map의 출력문이 실행되고, forEach()문이 실행되었다.

Java

Score(80, GRADE.GRADE1)인 학생은 1학년이므로, filter의 출력문만 실행되었다.

Java

Score(17, GRADE.GRADE3)인 학생은 3학년이므로, filter의 출력문만 실행되었다.

Java

Score(50, GRADE.GRADE4)인 학생은 4학년에 해당되므로 중간연산 filter, map의 출력문이 실행되고, forEach()문이 실행되었다.

Java

그 이후의 데이터는 limit(), 매개변수 2를 만족하는 결과를 얻었기 때문에 연산이 수행되지 않았다.

Java에서 컬렉션(Collection)이란 데이터의 집합, 그룹을 의미한다.
JCF(Java Collections Framework)는 이러한 데이터, 자료구조인 컬렉션과 이를 구현하는 클래스(Class)를 정의하는 인터페이스(Interface)를 제공한다.

컬렉션 프레임워크

다음은 Java 컬렉션 프레임워크의 상속구조를 나타낸다.

![Pasted image 20240106200211.png](Pasted image 20240106200211.png)

collection 인터페이스는 List, Set, Queue로 크게 3가지 상위 인터페이스(Interface)로 분류할 수 있다.
그리고 여기에 Map의 경우 Collection 인터페이스를 상속받고 있지 않지만 Collection으로 분류된다.

Collection 인터페이스의 특징

인터페이스	구현클래스	특징
Set	HashSet<br><br>TreeSet	순서를 유지하지 않는 데이터의 집합으로 데이터의 중복을 허용하지 않는다.
List	LinkedList<br><br>Vector<br><br>ArrayList	순서가 있는 데이터의 집합으로 데이터의 중복을 허용한다.
Queue	LinkedList<br><br>PriorityQueue	List와 유사하다.
Map	Hashtable<br><br>HashMap<br><br>TreeMap	키(Key), 값(Value)의 쌍으로 이루어진 데이터으 집합으로,<br>순서는 유지되지 않으며 키(Key)의 중복을 허용하지 않으나 값(Value)의 중복은 허용한다.

1. Set 인터페이스

순서를 유지하지 않는 데이터의 집합으로 데이터의 중복을 허용하지 않는다.
HashSet
- 가장빠른 임의 접근 속도를 가지고 있다.
- 순서를 예측할 수 없다.
TreeSet
- 정렬방법을 지정할 수 있다.

2. List 인터페이스

순서가 있는 데이터의 집합으로 데이터의 중복을 허용한다.
LinkedList
- 양방향 포인터 구조로 데이터의 삽입, 삭제가 빈번할 경우 데이터의 위치정보만 수정하면 되기에 유용하다.
- 스택, 큐, 양방향 큐 등을 만들기 위한 용도로 쓰인다.
Vector
- 과거에 대용량 처리를 위해 사용했으며, 내부에서 자동으로 동기화처리가 일어나 비교적 성능이 좋지 않고 무거워 잘 쓰이지 않음
ArrayList
- 단방향 포인터 구조로 각 데이터에 대한 인덱스를 가지고 있어 조회 기능에 성능이 뛰어나다.

3. Map 인터페이스

키(Key), 값(Value)의 쌍으로 이루어진 데이터으 집합으로, 순서는 유지되지 않으며 키(Key)의 중복을 허용하지 않으나 값(Value)의 중복은 허용한다.
Hashtable
- HashMap보다는 느리지만 동기화 지원한다.
- null이 불가하다.
HashMap
- 중복과 순서가 허용되지 않으며 null값이 올 수 있다.
TreeMap
- 정렬된 순서대로 키(Key)와 값(Value)을 저장하여 검색이 빠르다.

컬렉션과 스트림의 차이

데이터를 언제 계산하느냐가 컬렉션과 스트림(Stream)의 가장 큰 차이이다.
컬렉션은 우리가 아는 DVD와 비슷하다.
영상 전체 데이터를 CD에 모두 담고 있다.
컬렉션은 현재 자료구조가 포함하는 모든 값을 메모리에 저장하는 자료 구조다.
즉, 컬렉션의 모든 요소는 컬렉션에 추가하기 전에 계산되어야 한다.
반면, 스트림은 스트리밍 서비스와 비슷하다.
사용자가 필요로 하는 몇 부분만 미리 내려받는다.
스트림은 이론적으로 요청할 때만 요소를 계산하는 고정된 자료구조이다.
사용자가 요청하는 값만 추출하는 것이 스트림의 핵심이다.
또 다른 컬렉션과 스트림의 차이점은 외부 반복과 내부 반복이다.
컬렉션을 사용하려면 사용자가 직접 요소를 반복( 예) forEach() 사용)해야 하는데 이를 외부 반복이라 한다.
반면 스트림은 반복을 알아서 처리하고 결과 스트림 값을 어딘가에 저장해 주는 내부 반복을 사용한다.
예제를 들어 조금 더 자세히 알아보자. 수학점수와 학년을 변수로 갖는 Score 리스트가 있다.

Java
public static final List<Score> scores = Arrays.asList(
	new Score(100, GRADE.GRADE4)
    ,new Score(80, GRADE.GRADE1)
    ,new Score(17, GRADE.GRADE3)
    ,new Score(50, GRADE.GRADE4)
    ,new Score(28, GRADE.GRADE3)
    ,new Score(30, GRADE.GRADE2)
    ,new Score(98, GRADE.GRADE1)
    ,new Score(69, GRADE.GRADE4)
    ,new Score(87, GRADE.GRADE3)
    ,new Score(76, GRADE.GRADE2)
);

// Score 클래스 일부 소스코드
public static class Score{
    private int math;
    private GRADE grade;

    public Score(int math, GRADE grade) {
        this.math = math;
        this.grade = grade;
    }

    @Override
    public String toString() {
        return "Score{" +
                "math=" + math +
                ", grade=" + grade +
                '}';
    }
}

List<Score>에서 학년이 4학년인 학생들의 수학 점수를 추출하려고 한다.
스트림(Stream)을 활용한 아래의 코드가 실행되면 출력이 어떻게 될까?

Java
scores.stream()
    .filter(g -> {
        System.out.println("filter 연산 : " + g.toString());
        return g.getGrade().equals(GRADE.GRADE4); // GRADE4와 같은 데이터만 리턴
    })
    .map(m -> {
        System.out.println("map 연산  : " + m.toString());
        return m.getMath();
    })
    .limit(2)
    .forEach(System.out::println);

정답을 생각해 보면 4학년 학생의 수학점수 100, 50이 출력이 될 것이다.
그리고 중간연산 filter, map의 print문을 한번 살펴보자. 출력 결과는 아래와 같다.

Java
filter 연산 : Score{math=100, grade=GRADE4}
map 연산  : Score{math=100, grade=GRADE4}
100
filter 연산 : Score{math=80, grade=GRADE1}
filter 연산 : Score{math=17, grade=GRADE3}
filter 연산 : Score{math=50, grade=GRADE4}
map 연산  : Score{math=50, grade=GRADE4}
50

List<Score>에는 10개의 데이터가 있었지만 모두 실행되지 않았다.
출력 내용을 하나씩 살펴보자.
Score(100, GRADE.GRADE4)인 학생은 4학년에 해당되므로 중간연산 filter, map의 출력문이 실행되고, forEach()문이 실행되었다.

Java
filter 연산 : Score{math=100, grade=GRADE4}
map 연산  : Score{math=100, grade=GRADE4}
100

Score(80, GRADE.GRADE1)인 학생은 1학년이므로, filter의 출력문만 실행되었다.

Java
filter 연산 : Score{math=80, grade=GRADE1}

Score(17, GRADE.GRADE3)인 학생은 3학년이므로, filter의 출력문만 실행되었다.

Java
filter 연산 : Score{math=17, grade=GRADE3}

Score(50, GRADE.GRADE4)인 학생은 4학년에 해당되므로 중간연산 filter, map의 출력문이 실행되고, forEach()문이 실행되었다.

Java
filter 연산 : Score{math=50, grade=GRADE4}
map 연산  : Score{math=50, grade=GRADE4}
50

그 이후의 데이터는 limit(), 매개변수 2를 만족하는 결과를 얻었기 때문에 연산이 수행되지 않았다.

컬렉션 프레임워크

Collection 인터페이스의 특징

1. Set 인터페이스

2. List 인터페이스

3. Map 인터페이스

컬렉션과 스트림의 차이

Synapse Map Insight

Collection

컬렉션 프레임워크

Collection 인터페이스의 특징

1. Set 인터페이스

2. List 인터페이스

3. Map 인터페이스

컬렉션과 스트림의 차이

Synapse Map Insight