[Java] 자료구조 / 알고리즘 / java컬렉션 / java컬렉션 예제

자바/스프링 기반 디지털 융합 웹 개발자 양성과정 2일차

 

 

자료구조(data structure)

 - 기본 자료형을 근간으로 여러가지 구조를 만들 수 있는데 이러한 구조를 통칭하여 자료구조라 한다.

 - 자료의 접근과 처리가 용이하도록 잘 조직화된 자료의 집단

 - 데이터 값의 모임, 또 데이터 간의 관계, 그리고 데이터에 적용할 수 있는 함수나 명령을 의미한다.

 

 

 

알고리즘(Algorithm)

 - 어떤 문제를 해결하는 논리적인 절차를 알고리즘이라 한다. 

 - 복잡한 문제를 쉽고 효율적으로 해결하기 위해 정의된 방법과 절차

 - 주어진 문제를 해결하기 위한 동작과 순서를 정의하는 것

 - 중요 알고리즘

   # 정렬 알고리즘

    - 선택(selection)정렬 알고리즘

   # 검색 알고리즘

    - 순차(sequential) 검색 알고리즘

    - 이분(binary) 검색 알고리즘

 

 

 

JAVA 컬렉션 개요

 - 컴퓨터공학에서는 '자료구조' 분야가 있다. 자료구조는 많은 양의 데이터를 효율적으로 관리 (정렬, 검색, 추가, 수정, 삭제)하고자 데이터를 저장하는 방법이다.

 - 자바는 여러 가지 자료구조 알고리즘을 API로 제공한다. 덕분에 우리는 복잡한 알고리즘을 몰라도 API를 사용해 자료구조를 구현할 수 있다. 이처럼 자료구조를 통해 데이터 그룹을 효율적으로 처리할 수 있도록 지원하는 자바 API들을 '자바 컬렉션 프레임워크'라고 한다.

 - 여러 가지 자료구조 알고리즘을 미리 구현하여 데이터를 효율적으로 처리하는 자바 API다.

 

List	Set	Map
- 순서를 유지하고 저장  - 중복 저장 가능	- 순서를 유지하지 않고 저장  - 중복 저장 안 됨	- 키와 값의 쌍으로 저장  - 키는 중복 저장 안 됨

 

 

 

컬렉션(collection) Framework

 - 고정 크기의 배열이 가지는 단점을 극복하고 가변 개수의 객체들을 쉽게 삽입,삭제,검색을 할 수 있는 가변 크기 의 컨테이너이다.

 - 따라서 컬렉션은 요소(element)라고 불리는 가변 개수의 객체들의 모임이다.

 - 컬렉션은 요소들을 관리하는 자료구조로서 요소의 추가,삭제,검색 등의 기능을 제공한다.

 

# 배열과 컬렉션의 개념 차이

배열	컬렉션
- 고정 크기 이상의 객체를 관리할 수 없다  - 배열의 중간에 객체가 삭제되면 응용 프로그램에서 자리를 옮겨야 한다	- 가변 크기로서 객체의 개수를 염려할 필요 없다  - 컬렉션 내의 한 객체가 삭제되면 컬렉션이 자동으로 자리를 옮겨준다

 

 

 

컬렉션을 구현한 클래스들

 - java.util 패키지는 컬렉션의 개념을 구현한 핵심적인 다양한 클래 스를 제공한다

 # Vector

 # ArrayList

 # Hashtable

 # HashMap

 # LinkedList 등

 [참고] 컬렉션을 구현한 모든 클래스들은 Object를 상속받는 객체들만 요소로 받아들인다. 즉 byte, char, short, int, long, float, double, boolean 등 8종류의 기본타입은 원칙적으로 사용할 수 없다

 

# 예제1 - VectorClassEx.java

package List계열의클래스들예제;

import java.util.*;

public class VectorClassEx {
	public static void main(String[] args) {
		String[] name = {"김진명","최인호","조정래","김홍신","박경리"};
		
		// Vector 객체 생성
		// List<E> list = new Vector<E>();	// 일반적인 경우
		List<String> list = new Vector<String>(4,3);
		
		//Vector 클래스의 주요 메소드 적용
		System.out.println("벡터에 저장된 요소의 개수 : " +list.size());  // 0이 출력됨
		System.out.println("벡터의 용량은 : "+((Vector<String>)list).capacity()); // 4
		
		for(int i=0; i<name.length; i++) {
			list.add(name[i]); // 객체 추가
		}
		
		System.out.println("벡터에 저장된 요소의 개수 : " +list.size());  // 5이 출력됨
		System.out.println("벡터의 용량은 : "+((Vector<String>)list).capacity()); // 7
		
		System.out.println(list);
		//[김진명, 최인호, 조정래, 김홍신, 박경리]
		
		list.add(2,"공지영");
		System.out.println(list);
		//[김진명, 최인호, 공지영, 조정래, 김홍신, 박경리]
		
		/* 객체 검색 get() 메소드, contains(), size() */
		System.out.println(list.get(1));
		// 최인호
		
		boolean contains_result = list.contains("김홍신");
		System.out.println(contains_result); // true 출력
		
		boolean contains_result2 = list.contains("홍길동");
		System.out.println(contains_result2); // false 출력
		
		System.out.println(list.size()); // 6
		
		/* 객체 변경 set() 메소드 */
		// "공지영" 객체를 "이문열" 객체로 변경하고자 한다.
		list.set(2, "이문열");
		System.out.println(list);
		// [김진명, 최인호, 이문열, 조정래, 김홍신, 박경리]
		
		/* 객체 삭제 remove() 메소드 */
		list.remove(3);
		System.out.println(list);
		// [김진명, 최인호, 이문열, 김홍신, 박경리]
		
		list.remove("김홍신");
		System.out.println(list);
		// [김진명, 최인호, 이문열, 박경리]
		
		System.out.println(); // 개행
		
		/* 객체 정렬 => 오름차순 */
		System.out.println("[객체 오름 차순 정렬]");
		Collections.sort(list);
		System.out.println(list);
		// [김진명, 박경리, 이문열, 최인호]
		
		System.out.println(); // 개행

		/* 객체 정렬 => 내림차순 */
		System.out.println("[객체 내림 차순 정렬]");
		Collections.sort(list, Collections.reverseOrder());
		System.out.println(list);
		// [최인호, 이문열, 박경리, 김진명]

	}
}

 

# 예제2 - ArrayListClass.java

package List계열의클래스들예제;

import java.util.*;
public class ArrayListClassEx {
/*
 * 	Vector, ArrayList 클래스는
 * 모두 '동적' 배열(즉 가변 배열)클래스 이다.
 * 고정 배열이 가지고 있는 문제점을 해결하기 위해서 만들어진 클래스들이다.
 * 
 * <차이점>
 * Vector는 동기화가 보장되지만, ArrayList는 동기화가 되지 않는다.
 *	
 */
	public static void main(String[] args) {
		// ArrayList 객체 생성
		// List
		List<Integer> list = new ArrayList<Integer>();
		
		/* 객체 추가 */
		list.add(new Integer(90)); // 정수 90을 객체화 시킴 ! list.add(90); 가능
		list.add(new Integer(85));
		list.add(new Integer(100));
		list.add(new Integer(70));
		list.add(new Integer(75));
		
		System.out.println(list);
		// [90, 85, 100, 70, 75]
		
		list.add(2,60);
		System.out.println(list);
		// [90, 85, 60, 100, 70, 75]
		
		/* 객체 변경 */
		list.set(1, 70);
		System.out.println(list);
		// [90, 70, 60, 100, 70, 75]

		/* 객체 삭제 */
		list.remove(3);
		System.out.println(list);
		// [90, 70, 60, 70, 75]
	
	}
}

 

 

 

Hashtable 클래스

- java.util 패키지에 포함되어 있다  Hashtable이 다루는 요소 객체는 항상 키(key)와 값(value)의 쌍으 로 구성되며 키를 특정 값에 매핑시키는 해시 테이블 기능을 제공 한다  키와 값은 모두 객체만 사용 가능하며 int, char 등과 같은 기본 데 이터 타입은 불가능하다

- Hashtable은 내부에 키와 값을 저장하는 자료구조를 각각 가지고 있으며 키를 입력으로 받는 해시 함수를 통해 내부 자료구조에서의 키와 값의 위치를 결정한다

Hashtable의 내부구성과 put(), get() 메소드

 

 # 예제 - HashtableClassEx.java (Map 계열의 Class예제)

package Map계열의클래스예제;

import java.util.*;

public class HashtableClassEx {
	
	public static void main(String[] args) {
		String[] userID = {"Lee", "Kim", "Jang", "Wang", "Ha"};
		String[] password = {"L123", "L456", "J234", "W896", "H567"};
		
		// Hashtable 생성
		Hashtable<String, String> ht = new Hashtable<String, String>(userID.length);
		
		/* 객체 저장 */
		for(int i=0; i<userID.length; i++) {
			ht.put(userID[i], password[i]);
		}
		System.out.println(ht);
		// {Jang=J234, Ha=H567, Lee=L123, Wang=W896, Kim=L456}
		
		boolean FLAG = true; // 스위치 변수는 대문자로 주자!
				
		while(FLAG) { //무한루프
			System.out.println("유저 ID는 >>>> ");
			Scanner in = new Scanner(System.in);
			String user_key = in.nextLine();
			String pw_value = ht.get(user_key);
			
			if(pw_value != null) {
				System.out.println("유저 PASSWORD는 >>>> ");
				String passwordInputValue = in.nextLine();
				
				if(pw_value.equals(passwordInputValue)) {
					System.out.println("인증 성공!!");
				} else {
					System.out.println("인증 실패!!");
				}
			}else {
				System.out.println("입력한 유저 ID는 등록되어 있지 않습니다.!!");
			}
					
		}
				
	}
}