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Java 중급 2편

제네릭, 배열, 컬렉션 프레임워크 — 데이터를 효율적으로 저장하고 다루는 도구들.

제네릭 & 배열

주제 한 줄 설명
제네릭 타입을 매개변수화하여 재사용성·타입 안전성 확보
배열 고정 크기 연속 메모리 자료구조
빅오 표기법 알고리즘 시간/공간 복잡도 표기

컬렉션 프레임워크

왜 쓰는가?

배열은 크기가 고정되고 삽입·삭제 시 직접 인덱스를 관리해야 한다. 컬렉션 프레임워크는 동적 크기 조절, 중복 제거, 순서 보장, 키-값 매핑 등 다양한 요구에 맞는 자료구조를 표준 인터페이스로 제공한다.

특징

  • Collection 인터페이스 아래 List, Set, Queue가 통합된 계층 구조
  • Map은 Collection을 상속하지 않는 별도 계층 (키-값 구조라 성격이 다름)
  • 모든 구현체는 Iterable을 구현 → for-each, Iterator 통일 사용 가능
  • 인터페이스 기반 설계 → 구현체를 바꿔도 코드 변경 최소화
// 인터페이스로 선언 — 구현체 교체 시 선언부만 수정
List<String> list = new ArrayList<>();   // → LinkedList로 교체해도 나머지 코드 무변경
Set<String>  set  = new HashSet<>();
Map<String, Integer> map = new HashMap<>();

언제 어떤 구현체를 쓰는가?

상황 선택
순서 있고, 인덱스 조회 많음 ArrayList
앞/중간 삽입·삭제가 잦음 LinkedList
중복 없는 집합, 빠른 조회 HashSet
중복 없고 삽입 순서 유지 LinkedHashSet
중복 없고 정렬 유지 TreeSet
키-값 매핑, 순서 불필요 HashMap
키-값 매핑, 삽입 순서 유지 LinkedHashMap
키-값 매핑, 키 정렬 유지 TreeMap
FIFO 큐 / 덱 ArrayDeque

장점

  • 표준 인터페이스로 구현체를 자유롭게 교체 가능
  • Collections 유틸 클래스로 정렬·검색·동기화 등 편의 메서드 제공
  • Stream API와 자연스럽게 연동

단점

  • int, double 등 기본형 직접 저장 불가 → Integer, Double로 박싱 필요 (성능 비용)
  • 기본 구현체들은 스레드 안전하지 않음 → 멀티스레드 환경에서 ConcurrentHashMap 등 별도 사용

주의할 점

  • Stack 클래스는 레거시 — 스택이 필요하면 ArrayDeque를 사용한다
  • LinkedList는 List이면서 Deque도 구현하지만, 실무에서 Queue/Deque 용도라면 ArrayDeque가 성능상 유리하다
  • 크기가 확실히 고정이면 배열이 컬렉션보다 빠르다 (박싱 없음, 오버헤드 없음)
  • HashMap은 null 키/값을 허용하지만 TreeMap은 null 키를 허용하지 않는다 (정렬 비교 불가)

계층 구조

Collection
 ├─ List
 │   ├─ ArrayList      ← 인덱스 조회 O(1), 실무 기본값
 │   └─ LinkedList     ← 앞 삽입·삭제 O(1)
 ├─ Set
 │   ├─ HashSet        ← 기본 Set, 순서 미보장
 │   ├─ LinkedHashSet  ← 삽입 순서 유지
 │   └─ TreeSet        ← 정렬 유지 (Red-Black Tree)
 └─ Queue
     └─ Deque
         ├─ ArrayDeque ← 권장 (Stack + Queue 모두 가능)
         └─ LinkedList

Map (별도 계층 — Collection 미상속)
 ├─ HashMap            ← 기본 Map, 순서 미보장
 ├─ LinkedHashMap      ← 삽입 순서 유지
 └─ TreeMap            ← Key 기준 정렬

목차

주제 한 줄 설명
컬렉션 컬렉션 프레임워크 개요
리스트 순서 유지, 중복 허용
배열리스트 동적 배열 기반 List
연결리스트 노드 참조 기반 List
해시(Hash) HashSet, HashMap의 내부 원리
세트(Set) 중복 불허, 순서 미보장
맵 Key-Value 쌍 저장
스택 LIFO 자료구조
큐 FIFO 자료구조
순회 Iterator, for-each
비교 Comparable, Comparator