[Java] 컬렉션 (Collection)

컬렉션이란 ?

• 아주 쉽게 말하자면 이름에서도 엿볼 수 있듯 , 데이터 묶음(컬렉션) 이다.
• 즉, 자료구조이자 더 쉽게 이해하자면 동적인 배열 정도로 이해하면 와닿을 것 같다.
• 컬렉션을 통해 데이터 저장, 조회, 삭제, 정렬 등 다양한 기능을 간편하게 구현할 수 있다.
• 배열과 다르게 컬렉션은 길이를 동적으로 변경할 수 있다.(추가 삭제 시 유연하게 길이가 변경.)

컬렉션 프레임워크란 ?

• 자바 컬렉션 프레임워크는 이러한 자료구조들을 쉽게 사용할 수 있도록 인터페이스와 구현체(ArrayList, HashSet, HashMap 등)를 제공하는 집합이다.

❓ 왜 배열이 아니라 컬렉션을 사용해야할까 ?

배열의 한계 때문이다.

• 배열 선언 시 크기가 고정되어 있다.
• 크기 확장(또는 삽입)이 불편하다. 더 큰 크기의 배열을 선언하고 배열을 복사하여 써야한다.
• 크기를 변경할 수 없기 때문에 중간에 데이터를 삭제하면 데이터 낭비의 문제로 이어진다.

배열 사용 예시

  // 배열은 선언과 동시에 길이가 정해짐
        int[] numbers = new int[3];
        numbers[0] = 10;
        numbers[1] = 20;
        numbers[2] = 30;
        // 배열의 정적인 특징의 한계
        numbers[3] = 40; // ❌ 요소 추가시 에러발생

코드로 살펴보면 다음과 같다. 이러한 배열의 한계를 극복하기 위해 동적인 자료구조인 클래스가 등장하였다.

컬렉션 사용 예시

컬렉션객체<자료형> 변수이름 = new 컬렉션객체<자료형>();

// 객체<다룰 데이터: 정수> 변수이름 = new 컬렉션객체생성자<정수>();
ArrayList<Integer> arrayList = new ArrayList<Integer>();

        // 컬렉션
        ArrayList<Integer> arrayList = new ArrayList<>();
        arrayList.add(10);
        arrayList.add(20);
        arrayList.add(30);
        arrayList.add(40); // ✅ 정상 동작 (길이 제한 없음)

• 배열과 다르게 컬렉션은 길이를 동적으로 변경할 수 있다.(추가 삭제 시 유연하게 길이가 변경.)

컬렉션의 종류와 특징

인터페이스	특징	구현체
List	순서 유지, 중복 허용	ArrayList
Set	순서 없음, 중복 불가	HashSet
Map	키-값 구조, 키 중복 불가	HashMap

List 인터페이스를 구현한 ArrayList

• ArrayList 는 요소의 순서를 유지하고 중복된 값을 저장할 수 있는 자료구조
• 요소 추가 → add("값")
• 요소 조회 → get(인덱스)
• 요소 제거 → remove("값")
• 대표적인 구현체 : ArrayList , LinkedList

// List 를 구현한 ArrayList
ArrayList<String> names = new ArrayList<>();
names.add("first");      // 1 번째 요소 추가
names.add("second");        // 2 번째 요소 추가
names.add("third");         // 3 번째 요소 추가
names.add("1");
names.add("2");

 // ✅ 순서 보장
System.out.println("names = " + names);

// ✅ 중복 데이터 허용
names.add("second");
System.out.println("names = " + names);

// ✅ 단건 조회
System.out.println("1 번째 요소 조회: " + names.get(0)); // 조회 first

// ✅ 데이터 삭제
names.remove("third"); 
System.out.println("names = " + names);

Set 인터페이스를 구현한 HashSet

• HashSet 은 순서를 유지하지 않고 중복허용 X
• → 순서를 보장하지 않기 때문에 get() 지원을 하지 않습니다.
• 요소 추가 → add("값")
• 요소 제거 → remove("값")
• 대표적인 구현체 : HashSet , TreeSet

// Set 을 구현한 HashSet
HashSet<String> uniqueNames = new HashSet<>();

// ✅ 추가
uniqueNames.add("first");
uniqueNames.add("second");
uniqueNames.add("third");
uniqueNames.add("1");
uniqueNames.add("2");

// ⚠️ 순서를 보장 안함
System.out.println("uniqueNames = " + uniqueNames); 
uniqueNames.get(0); // ❌ get 사용 불가

// ⚠️ 중복 불가
uniqueNames.add("Spartan");
System.out.println("uniqueNames = " + uniqueNames); 

// ✅ 제거
uniqueNames.remove("Spartan");
System.out.println("uniqueNames = " + uniqueNames); 

Map 인터페이스를 구현한 HashMap

• HashMap 은 키(Key) - 값(Value) 구조로 데이터를 저장한다.(키: 값)
• 키(Key) 는 중복될 수 없지만 값(Value) 은 중복 가능.
• 순서를 보장하지 않음
• 요소 추가 → put(”키”, 값)
• 요소 조회 → get(”키”)
• 요소 제거 → remove("Steve")
• 키 확인 → keySet()
• 값 확인 → values()
• 대표적인 구현체 : HashMap, TreeMap

// Map 을 구현한 HashMap
HashMap<String, Integer> memberMap = new HashMap<>();

// ✅ 추가
memberMap.put("one", 15);
memberMap.put("two", 15); // ✅ 값은 중복 가능
memberMap.put("three", 1);
memberMap.put("four", 2);
memberMap.put("five", 3);

// ⚠️ 순서 보장 안함 
System.out.println("memberMap = " + memberMap);

// ⚠️ 키 중복 불가: 값 덮어쓰기 발생
memberMap.put("one", 5);
System.out.println("memberMap = " + memberMap);

// ✅ 조회: 15
System.out.println(memberMap.get("one"));

// ✅ 삭제 가능
memberMap.remove("two"); 
System.out.println("memberMap = " + memberMap);

// ✅ 키 확인
Set<String> keys = memberMap.keySet();
System.out.println("keys = " + keys);

// ✅ 값 확인
Collection<Integer> values = memberMap.values();
System.out.println("values = " + values);