명품자바 프로그래밍의 기초: 7장

자바 컬렉션 및 제네릭 요약

이 포스트에서는 자바의 컬렉션과 제네릭 프로그래밍 개념을 소개하고, 관련된 주요 클래스와 인터페이스를 예제와 함께 설명합니다. 자바 컬렉션은 다양한 객체를 효과적으로 관리하기 위해 제공되는 도구입니다. 제네릭은 코드의 재사용성을 높이고, 타입 안정성을 보장합니다.

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1. 컬렉션(Collection)

컬렉션은 여러 요소(객체)를 저장하고 관리하기 위한 컨테이너입니다. 배열과 달리 크기가 동적으로 조정되며, 다양한 종류의 객체를 삽입, 삭제, 검색하는 기능을 제공합니다.

주요 컬렉션 인터페이스:

• List: 순서가 있는 컬렉션.
• Set: 중복을 허용하지 않는 컬렉션.
• Queue: FIFO(First In, First Out) 방식의 컬렉션.
• Map<K, V>: 키와 값의 쌍으로 이루어진 컬렉션.

코드 예시:

List<String> list = new ArrayList<>();
list.add("apple");
list.add("banana");
System.out.println(list.get(0)); // apple

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2. 제네릭(Generic)

제네릭은 클래스나 메소드가 특정 타입에 의존하지 않고 여러 타입을 지원할 수 있도록 일반화하는 기법입니다. 제네릭을 사용하면 코드의 재사용성과 타입 안전성을 높일 수 있습니다.

제네릭 스택 클래스 예시:

class Stack<E> {
    private List<E> elements = new ArrayList<>();

    public void push(E element) {
        elements.add(element);
    }

    public E pop() {
        if (elements.isEmpty()) return null;
        return elements.remove(elements.size() - 1);
    }
}

public class GenericStackExample {
    public static void main(String[] args) {
        Stack<String> stack = new Stack<>();
        stack.push("Java");
        stack.push("Python");
        System.out.println(stack.pop()); // Python
    }
}

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3. Vector 클래스

Vector는 가변 크기의 배열을 구현한 클래스로, ArrayList와 유사하지만 스레드 안전(thread-safe)합니다. 요소를 삽입, 삭제할 때 자동으로 크기가 조절됩니다.

코드 예시:

import java.util.Vector;

public class VectorEx {
    public static void main(String[] args) {
        Vector<Integer> v = new Vector<>();
        v.add(5);
        v.add(10);
        System.out.println(v.size()); // 2
        System.out.println(v.get(0)); // 5
    }
}

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4. ArrayList 클래스

ArrayList는 Vector와 유사한 가변 크기 배열 클래스입니다. 스레드 동기화를 제공하지 않지만, 성능이 더 우수합니다.

코드 예시:

import java.util.ArrayList;

public class ArrayListEx {
    public static void main(String[] args) {
        ArrayList<String> a = new ArrayList<>();
        a.add("Mike");
        a.add("Jane");
        System.out.println(a.get(0)); // Mike
    }
}

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5. HashMap<K, V> 클래스

HashMap은 키와 값의 쌍으로 이루어진 요소를 관리하는 컬렉션입니다. 빠른 검색, 삽입, 삭제를 제공하며, 키를 통해 값을 검색합니다.

코드 예시:

import java.util.HashMap;

public class HashMapEx {
    public static void main(String[] args) {
        HashMap<String, String> map = new HashMap<>();
        map.put("apple", "사과");
        map.put("banana", "바나나");
        System.out.println(map.get("apple")); // 사과
    }
}

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6. LinkedList 클래스

LinkedList는 이중 연결 리스트로, 요소를 양방향으로 연결해 관리합니다. 맨 앞이나 맨 뒤에 요소를 추가하거나 삭제하는 데 유리하며, 스택과 큐로도 사용할 수 있습니다.

코드 예시:

import java.util.LinkedList;

public class LinkedListEx {
    public static void main(String[] args) {
        LinkedList<String> list = new LinkedList<>();
        list.add("First");
        list.add("Second");
        list.addFirst("Zeroth");
        System.out.println(list.get(0)); // Zeroth
    }
}

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7. Iterator 인터페이스

Iterator는 컬렉션의 요소를 순차적으로 탐색하기 위한 인터페이스입니다. Iterator 객체를 사용하면 인덱스 없이 컬렉션의 모든 요소를 순회할 수 있습니다.

코드 예시:

import java.util.*;

public class IteratorEx {
    public static void main(String[] args) {
        Vector<Integer> v = new Vector<>();
        v.add(10);
        v.add(20);
        v.add(30);

        Iterator<Integer> it = v.iterator();
        while(it.hasNext()) {
            System.out.println(it.next());
        }
    }
}

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8. Collections 클래스

Collections 클래스는 컬렉션에 대한 다양한 연산(정렬, 검색, 역순 배치 등)을 지원하는 유틸리티 클래스입니다.

코드 예시:

import java.util.*;

public class CollectionsEx {
    public static void main(String[] args) {
        LinkedList<String> list = new LinkedList<>();
        list.add("Apple");
        list.add("Banana");
        list.add("Cherry");

        Collections.sort(list);
        System.out.println(list); // [Apple, Banana, Cherry]

        Collections.reverse(list);
        System.out.println(list); // [Cherry, Banana, Apple]
    }
}

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이 포스트를 통해 자바의 컬렉션과 제네릭 프로그래밍에 대한 기본 개념과 활용 방법을 이해할 수 있습니다. 다양한 컬렉션 클래스와 제네릭을 활용하여 더 안전하고 재사용 가능한 코드를 작성할 수 있습니다. 각 예제 코드를 실행해보며 직접 개념을 적용해보는 것을 추천합니다.