데이터 분석 3 - Java Collection Framework와 ArrayList

DataAnalysis
(Lecture 3 – CollectionFramework andArrayList)
1
Jaewook Byun
Ph.D. Assistant Professor, Department of Software, Sejong University
Associate Director, Auto-ID Labs, Korea
jwbyun@sejong.ac.kr , bjw0829@gmail.com
https://sites.google.com/view/jack-dfpl/home

목차
• Java Collection Framework의 소개
• ArrayList의 소개
2

Java Collection Framework 소개
• Java Collection Framework
• Collection(컬렉션)
• 데이터의 모음
• Framework(프레임워크)
• 일반적인 기능성이 추상화된 소프트웨어
• 효율적인 데이터의 접근 조작이 가능하도록 데이터의 조직/관리/저장 방법을 추상화 해 놓은 것
• Class와 Interface로 구성
• java.util 패키지에 JDK 1.2 부터 제공
3
Head
8 1 9
6

• 계층구조
4
Collection
List Set
ArrayList
LinkedList
Queue
HashSet
TreeSet
Map
HashMap
TreeMap
Interface
Class

• 계층구조
• 유튜브 - https://youtu.be/ttPLc4g_sT0
5

java.util.ArrayList 소개
• Collection 소개
• 참조: https://docs.oracle.com/en/java/javase/16/docs/api/java.base/java/util/Collection.html
• Java Collection Framework의 최상위 Interface
• java.util.Collection Interface은 instance의 모음에 대한 일반적인 연산을 정의
6
Collection
List Set
ArrayList
LinkedList
Queue
HashSet
TreeSet
Map
HashMap
TreeMap
Interface
Class

• Java Documentation
• 유튜브 - https://youtu.be/yWEH8-ouvBY
7

• Collection Interface의 구현은 다양한 성질을 가짐
• 중복을 허용 (예: ArrayList) vs. 중복을 허용하지 않음 (예: HashSet)
8
55 7 5
0 1 2 3 4
add 7
55 7 5 7
0 1 2 3 4
ArrayList
55
7
5
add 7 → 55
7
5
HashSet
`
`
`
`

• 순서를 유지 (예: TreeSet) vs. 순서가 없음 (예: HashSet)
9
Add C
TreeSet
A
B
D
add C
D
A
B
C
HashSet
`
`
A
B
D
A
B
D
C

• Thread-safe (예: Stack) vs. Thread-unsafe (예: LinkedList)
10
Stack LinkedList
Bom

• View Collections
• 특정 목적을 위해 Instance들을 직접 저장하지 않고, 원본 collection의 Wrapper Collection으
로써의 View를 제공
11
원본
List
Create
Read
Update
Delete
View에 대한 연산은 원본에 수행됨
return
List.subList
View

• Unmodifiable Collections
• 변경/조작에 관련된 연산이 불가능한 Collection
12
55 7 5
0 1 2
Unmodifiable Collection
Unsupported
Operation
Exception
throw
addall removeAll
retainAll
removeIf
clear
add remove
요청
Unmodifiable Collection에
사용 불가능한 연산들

• Collection Interface의 연산
13
Return Type Method Description
boolean isEmpty() Collection이 비어 있는지 확인
int size() Collection의 크기를 반환
boolean add(E e) Collection에 새로운 instance를 삽입
boolean contains(Object o) Collection에 o라는 instance가 있는지 확인
boolean remove(Object o) Collection에 o라는 instance가 있다면 삭제
Iterator<E> iterator() Collection을 순회할 수 있는 iterator를 반환
void clear() Collection을 비움
<T> T[] toArray(T[] a) Collection을 T타입의 배열에 담음
Stream<E> stream() Collection에 대한 Stream을 반환
메타데이터
CREATE
RETRIEVE
DELETE
TRAVERSE

• List 소개
• 순서화된 중복을 허용하는 Collection
• Collection 내의 Instance가 위치할 위치인 Index를 통해 조작
• 구현에 따라 제공하는 연산의 효율이 다를 수 있음
• 구현물: ArrayList, LinkedList, Stack 등
14
Collection
List
ArrayList
중복허용 순서 유지 Thread-Safe
O O ?
O O X
LinkedList
O O X
LinkedList
O O O

• List 소개
• 순서화된 중복을 허용하는 Collection
• Collection 내의 Instance가 위치할 위치인 Index를 통해 조작
15
void add(int index, E element) List의 특정 위치에 instance를 삽입
E get(int index) List의 특정 위치에 있는 instance를 추출
int indexOf(Object o) List에서 instance o의 위치를 찾기 (앞에서부터)
int lastIndexOf(Object o) List에서 instance o의 위치를 찾기 (뒤에서부터)
E set(int index, E element) List의 특정 위치의 instance 값을 element로 업데이트
E remove(int index) List의 특정 위치에 있는 instance를 삭제
ListIterator<E> listIterator(int index) List를 순회할 수 있는 listIterator를 반환
Object[] toArray() Collection을 배열에 담음
void sort(Comparator<? super E> comparator) List를 특정 비교방법에 의해 정렬함
List<E> subList(int from, int to) List의 부분을 가져온다
Stream<E> stream() Collection에 대한 Stream을 반환
META
C
R
D
T
U

• ArrayList 소개
• Array를 기반으로 List Interface를 구현한 것
• Capacity (용적)이 변경 가능한 Array
• Capacity
• 기본값 10
• 특정 Threshold를 초과할 때 자동으로 증가
• 수동으로도 증가 가능: ensureCapacity
• 현재 ArrayList의 실제 크기로 Capacity를 줄일 수 있음: trimToSize
16
Collection
List
ArrayList
S E J O N G - M O O
0 1 2 3 4 5 6 7 8 9
Add C
S E J O N G - M O O C
0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 …
Trim to size 11
S E J O N G - M O O C
0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10

• ArrayList 소개
• 유튜브 - https://youtu.be/5dt1rAaqSXU
17

java.util.ArrayList CRUD
• ArrayList CRUD
• 유튜브 - https://youtu.be/l_bvd_e25qk
18
생성자 ArrayList() 빈 ArrayList를 생성
JVM Heap
ArrayList
[ ]
1. 빈 리스트 생성
Integer instance들을
담을 수 있음
ArrayList<Integer> linkedList = new ArrayList<Integer>();
2. 주소할당
Generic E는 ArrayList의
구성요소의 타입
new ArrayList<E>();
Generic E를
Integer로 설정하여 생성

• ArrayList CRUD
• 유튜브 - https://youtu.be/8ILu6UW2-Rk
19
isEmpty():
비어있는지 확인
true
false
myArrayList
Data length is 0
myArrayList
K
0
M
1
Data length is 2
isEmpty():
비어있는지 확인

• ArrayList CRUD
• 유튜브 - https://youtu.be/R7LVXj_JmdU
20
size():
컬렉션의 크기 확인
0
myArrayList
Data length is 0
myArrayList
K
0
M
1
Data length is 2
2
size():
컬렉션의 크기 확인
``
``

• ArrayList CRUD
• 유튜브 - https://youtu.be/V_0IWM3lhrg
21
K
0
M
1
O
2
O
3
myArrayList
K
0
M
1
O
2
O
3
C
4
myArrayList
add(“C”):
Collection의 뒤에 C추가

• ArrayList CRUD
• 유튜브 - https://youtu.be/1Znx4lLMRbw
22
void add(int index, E element) List의 특정 위치에 instance를 삽입
K
0
M
1
O
2
C
3
myArrayList
K
0
M
1
O
2
O
3
C
4
myArrayList
add(2,“O”):
인덱스 2위치에 O추가
(인덱스 2 이후의 요소는 뒤로 밀림)

• ArrayList CRUD
• 유튜브 - https://youtu.be/-loq0cJFqlA
23
K
0
M
1
O
2
O
3
C
4
myArrayList
contains(“C”):
C가 포함되었는지 확인
true
K
0
M
1
O
2
O
3
C
4
myArrayList
contains(“P”):
P가 포함되었는지 확인
false

• ArrayList CRUD
• 유튜브 - https://youtu.be/dhHsXSRKrQc
24
E get(int index) List의 특정 위치에 있는 instance를 추출
K
0
M
1
O
2
O
3
C
4
myArrayList
get(1):
index 1의
instance 가져오기
M

• ArrayList CRUD
• 유튜브 - https://youtu.be/eiA5DpY-H4c
25
K
0
M
1
O
2
O
3
C
4
myArrayList
3
indexOf(“o”): O가 최초로 발견된 인덱스 (뒤에서부터 찾기)
2
lastIndexOf(“o”): O가 최초로 발견된 인덱스 (앞에서부터 찾기)
int indexOf(Object o) List에서 instance o의 위치를 찾기 (앞에서부터)
int lastIndexOf(Object o) List에서 instance o의 위치를 찾기 (뒤에서부터)

• ArrayList CRUD
• 유튜브 - https://youtu.be/_uxTGHg-GOA
26
E set(int index, E element) List의 특정 위치의 instance 값을 element로 업데이트
K
0
N
1
O
2
O
3
C
4
myArrayList
set(1, “M”):
인덱스 1의 요소를 M으로 갱신
K
0
M
1
O
2
O
3
C
4
myArrayList

• ArrayList CRUD
• 유튜브 - https://youtu.be/ICqVzqhyl4w
27
K
0
M
1
O
2
O
3
C
4
myArrayList
remove(“C”):
C가 있다면 지우기
(앞에서 부터 검색, 단 한번 지움)
K
0
M
1
O
2
O
3
C
4
myArrayList
C
5

• ArrayList CRUD
• 유튜브 - https://youtu.be/8RdO04uvQiQ
28
E remove(int index) List의 특정 위치에 있는 instance를 삭제
K
0
M
1
O
2
O
3
C
4
myArrayList
remove(4):
인덱스 4 instance 삭제
(4이후의 값이 앞당겨짐)
K
0
M
1
O
2
O
3
C
4
myArrayList
C
5

• ArrayList CRUD
• 유튜브 - https://youtu.be/sCFPZ4PWQR4
29
값 K M O O C
Index 0 1 2 3 4
Iterator
• Collection을 순회할 수 있는 것
• Cursor가 첫 instance 이전에 위치
• hasNext(), next() 연산 제공
Cursor의 초기위치: -1

• ArrayList CRUD
30
값 K M O O C
Index 0 1 2 3 4
Iterator
• hasNext(): 다음 요소 (cursor+1)가 있으면 true 반환
• next(): 다음 요소를 반환하고 cursor를 다음으로 이동
1. hasNext(): true
index 0에는 K가 있음

• ArrayList CRUD
31
값 K M O O C
Index 0 1 2 3 4
Iterator
• hasNext(): 다음 요소 (cursor+1)가 있으면 true 반환
• next(): 다음 요소를 반환하고 cursor를 다음으로 이동
2. next(): K
K를 반환하고 index 0으로 Cursor 이동

• ArrayList CRUD
32
값 K M O O C
Index 0 1 2 3 4
Iterator
• hasNext(), next()를 반복 수행하여 전체 순회가능
hasNext():
true, then
next()
hasNext():
true, then
next()
hasNext():
true, then
next()
hasNext():
true, then
next()
hasNext():
true, then
next()
hasNext():
false, then
stop

• ArrayList CRUD
• 유튜브 (추가영상) - https://youtu.be/y2Bq7IcQhlM
33

• ArrayList CRUD
• 유튜브 - https://youtu.be/HI8ZFHoezcQ
34
값 K M O O C
Index 0 1 2 3 4
ListIterator(5)
리스트의 size()
• List를 순회할 수 있는 Iterator
• 생성자 ListIterator(int index)를 통해 초기 위치 설정가능
• Iterator()는 ListIterator(0)과 동일
• Cursor는 index -1에 위치
• hasNext(), next(), hasPrevious(), previous() 연산 제공
Cursor의 초기위치: 4 (5-1)

• ArrayList CRUD
35
값 K M O O C
Index 0 1 2 3 4
ListIterator(5)
리스트의 size()
• hasPrevious(): 이전 요소 (cursor)가 있으면 true 반환
• previous(): 이전 요소를 반환하고 cursor를 이전으로 이동
1. hasPrevious(): true
index 4에는 C가 있음

• ArrayList CRUD
36
값 K M O O C
Index 0 1 2 3 4
ListIterator(5)
리스트의 size()
• hasPrevious(): 이전 요소 (cursor)가 있으면 true 반환
• previous(): 이전 요소를 반환하고 cursor를 이전으로 이동
2. previous(): C
C를 반환하고 index 3으로 Cursor 이동

• ArrayList CRUD
37
값 K M O O C
Index 0 1 2 3 4
ListIterator(5)
리스트의 size()
• hasPrevious(), previous()를 반복 수행하여
전체 순회가능
hasPrevious():
true, then
previous()
hasPrevious():
true, then
previous()
hasPrevious():
true, then
previous()
hasPrevious():
true, then
previous()
hasPrevious():
true, then
previous()
hasPrevious():
false, then
stop

• ArrayList CRUD
• 유튜브 – https://youtu.be/9iabEekbuhA
38
K
0
M
1
O
2
O
3
C
4
myArrayList
clear():
Collection을 비움
myArrayList

• ArrayList CRUD
• 유튜브 – https://youtu.be/f-4DfcIidac
39
<T> T[] toArray(T[] a) Collection을 T타입의 배열에 담음
K
0
M
1
O
2
O
3
C
4
myArrayList
toArray(newArray):
myArrayList를
newArray에 담는다.
Collection
K
0
M
1
O
2
O
3
C
4
newArray
String[]
0 1 2 3 4
newArray
String[]

• ArrayList CRUD
• 유튜브 – https://youtu.be/W1q_K_Km-E4
40
void sort(Comparator<? super E> comparator) List를 특정 비교방법에 의해 정렬함

• ArrayList CRUD
• 유튜브 – https://youtu.be/Nk5RPrR57YE
41
List<E> subList(int from, int to) List의 부분을 가져온다

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