11 컬렉션 프레임웍(7)

Collections

Arrays가 배열과 관련된 메서드를 제공하는 것처럼, Collections는 컬렉션과 관련된 메서드를 제공한다. fill(), copy(), sort(), binarySearch() 등의 메서드는 두 클래스에 모두 포함되어 있으며 같은 기능을 한다.

• java.util.Collection은 인터페이스고, java.util.Collections는 클래스이다.

컬렉션의 동기화

멀티 쓰레드(multi-thread) 프로그래밍에서 하나의 객체를 여러 쓰레드가 동시에 접근할 수 있기 때문에 데이터의 일관성(consistency)을 유지하기 위해서는 공유되는 객체에 동기화(synchronization)가 필요하다.

Vector와 Hashtable과 같은 구버전의 클래스들은 자체적으로 동기화 처리가 되어있는데, 멀티쓰레드 프로그래밍이 아닌 경우에는 불필요한 기능이 되어 성능을 떨어트리는 요인이 된다.

그래서 새로 추가된 ArrayList와 HashMap과 같은 컬렉션은 동기화를 자체적으로 처리하지 않고 필요한 경우에만 java.util.Collections 클래스의 동기화 메서드를 이용해서 동기화처리가 가능하도록 변경하였다.

Collections클래스에는 다음과 같은 동기화 메서드를 제공하고 있으므로, 동기화가 필요할 떄 해당하는 것을 사용하면 된다.

static Collection synchronizedCollecion(Collection c)
static List synchronizedList(List list)
static Set synchronizedSet(Set s)
static Map synchronizedMap(Map m)
static SortedSet synchronizedSortedSet(SortedSet set)
static SortedMap synchronizedSortedMap(SortedMap m)

이 들을 사용하는 방법은 다음과 같다.

List syncList = Collections.synchronizedList(new ArrayList(...));

변경불가 컬렉션 만들기

컬렉션에 저장된 데이터를 보호하기 위해서 컬렉션을 변경할 수 없게, 즉 읽기전용으로 만들어야할 때가 있다. 주로 멀티 쓰레드 프로그래밍에서 여러 쓰레드가 하나의 컬렉션을 공유하다보면 데이터가 손상될 수 있는데, 이를 방지하려면 아래의 메서드들을 이용하자.

static Collection unmodifiableCollection(Collection c)
static List unmodifiableList(List list)
static Set unmodifiableSet(Set s)
static Map unmodifiableMap(Map m)
static NavigableSet unmodifiableNavigableSet(NavigableSet s)
static SortedSet unmodifiableSortedSet(SortedSet s)
static NavigableMap unmodifiableNaviableMap(NaviableMap m)
static SortedMap unmodifiableSortedMap(SortedMap m)

싱글톤 컬렉션 만들기

단 하나의 객체만을 저장하는 컬렉션을 만들때 사용한다.

static List singletonList(Object o)
static Set singleton(Object o) 
static Map singleton(Object key, Object value)

매개변수로 요소를 지정하면 해당 요소를 저장하는 컬렉션을 반환한다. 그리고 반환된 컬렉션은 변경할 수 없다.

한 종류의 객체만 저장하는 컬렉션 만들기

컬렉션에 모든 종류의 객체를 저장할 수 있다는 것은 장점이기도 하고 단점이기도 하다.

대부분의 경우 한 종류의 객체를 저장하며, 컬렉션에 지정된 종류의 객체만 저장할 수 있도록 제한하고 싶을 때는 아래의 메서드를 사용한다.

static Collection checkedCollection(Collection c, Class type)
static List checkedList(List list, Class type)
static Set checkedSet(Set s, Class type)
static Map checkedMap(Map m, Class keytype, Class valueType)
static NavigableSet checkedNavigableSet(NavigableSet s, Class type)
static SortedSet checkedSortedSet(SortedSet s, Class type)
static NavigableMap checkedNaviableMap(NaviableMap m, Class keytype, Class valueType)
static SortedMap checkedSortedMap(SortedMap m, Class type)

사용방법은 다음과 같이 두 번째 매개변수에 저장할 객체의 클래스를 지정하면 된다.

List list = new ArrayList();
List checkedList = checkedList(List, String.class); //String만 저장 가능
checkList.add("abc");  
checkList.add(new Integer(3)); //에러 , ClassCastException 발생

컬렉션에 저장할 요소의 타입을 제한하는 것은 지네릭스(generics)로 간단히 처리할 수 있는데도 이런 메서드를 제공하는 이유는 호환성 떄문이다.

지네릭스는 JDK1.5부터 도입된 기능이므로 JDK 1.5 이전에 작성된 코드를 사용할 때는 이 메서드들이 필요할 수 있다.

import java.util.*;

import static java.util.Collections.*;

class CollectionsEx {

	public static void main(String[] args) {
		List list = new ArrayList();
		System.out.println(list);

		addAll(list, 1, 2, 3, 4, 5);
		System.out.println(list);

		rotate(list, 2); // 오른쪽으로 두 칸씩 이동
		System.out.println(list);

		swap(list, 0, 2); // 첫번쨰와 세번째를 교환(swap)
		System.out.println(list);

		shuffle(list); // 저장된 요소의 위치를 임의로 변경
		System.out.println(list);

		sort(list); // 정렬
		System.out.println(list);

		sort(list, reverseOrder()); // 역순 정렬 reverse(list); 와 동일
		System.out.println(list);

		int idx = binarySearch(list, 3); // 3이 저장된 위치(index)를 반환
		System.out.println("index of 3 =" + idx);

		System.out.println("max=" + max(list));
		System.out.println("min=" + min(list));
		System.out.println("min=" + max(list, reverseOrder()));

		fill(list, 9); // list를 9로 채운다.
		System.out.println("list=" + list);

		// list와 같은 크기의 새로운 list를 생성하고 2로 채운다, 결과는 변경 불가
		List newList = nCopies(list.size(), 2);
		System.out.println("newList=" + newList);

		System.out.println(disjoint(list, newList)); // 공통 요소가 없으면 true

		copy(list, newList);
		System.out.println("newList=" + newList);
		System.out.println("list=" + list);

		replaceAll(list, 2, 1);
		System.out.println("list=" + list);

		Enumeration e = enumeration(list);
		ArrayList list2 = list(e);

		System.out.println("list2=" + list2);

	}

}
==============================
[]
[1, 2, 3, 4, 5]
[4, 5, 1, 2, 3]
[1, 5, 4, 2, 3]
[2, 5, 1, 3, 4]
[1, 2, 3, 4, 5]
[5, 4, 3, 2, 1]
index of 3 =2
max=5
min=1
min=1
list=[9, 9, 9, 9, 9]
newList=[2, 2, 2, 2, 2]
true
newList=[2, 2, 2, 2, 2]
list=[2, 2, 2, 2, 2]
list=[1, 1, 1, 1, 1]
list2=[1, 1, 1, 1, 1]

컬렉션 클래스 정리 & 요약

지금까지 소개한 컬렉션 클래스의 특징과 관계를 정리해 보자.

ArrayList : 배열기반, 데이터의 추가와 삭제에 불리, 순차적인 추가삭제는 제일 빠름, 임의의 요소에 접근성(accessbillity)가 뛰어남

LinkedList : 연결기반, 데이터의 추가와 삭제에 유리, 임의의 요소에 대한 접근성이 좋지 않다.

HashMap : 배열과 연결이 결합된 형태, 추가,삭제,검색,접근성이 모두 뛰어남, 검색에는 최고성능을 보인다.

TreeMap : 연결기반, 정렬과 검색(특히 범위검색)에 적합, 검색성능은 HashMap보다 떨어짐

Stack : Vector를 상속받아 구현

Queue : LinkedList가 Queue인터페이스를 구현

Properties : Hashtable을 상속받아 구현

HashSet : HashMap을 이용해서 구현

TreeSet : TreeMap을 이용해서 구현

LinkedHashMap , LinkedHashSet: HashMap과 HashSet에 저장순서유지 기능을 추가