11. 컬렉션 프레임워크(Collection Framework)

컬렉션 프레임워크는 여러 개의 데이터를 효율적으로 저장하고 관리하기 위한 구조다.

배열의 한계를 보완하기 위해 등장했으며, Java에서는 java.util 패키지에 포함되어 있다.

 

1. 컬렉션 프레임워크 구조

컬렉션은 크게 세 가지 계열로 나뉜다.

Collection
 ├── List
 ├── Set
Map (Collection과 별도 구조)

• List → 순서 O, 중복 O
• Set → 순서 X, 중복 X
• Map → Key-Value 구조

 

2. List

순서가 있고, 중복이 허용된다.

1) 주요 구현체

클래스	특징
ArrayList	내부 배열 기반
LinkedList	연결 리스트 구조
Vector	동기화 지원(구식)

 

2) ArrayList

• 조회 빠름(O(1))
• 중간 삽입/삭제 느림
• 가장 많이 사용

List<String> list = new ArrayList<>();

 

3) LinkedList

• 삽입/삭제 빠름
• 조회는 상대적으로 느림

 

3. Set

중복을 허용하지 않는다.

 

1) 주요 구현체

클래스	특징
HashSet	해시 기반
LinkedHashSet	입력 순서 유지
TreeSet	정렬 유지

 

2) HashSet

• 가장 많이 사용
• 순서 보장 안 됨
• 내부적으로 HashMap 기반

 

3) TreeSet

• 자동 정렬
• Red-Black Tree 기반
• 성능 O(log n)

 

4. Map

Key-Value 구조

key → value

• key는 중복 불가
• Value는 중복 가능

1) 주요 구현체

클래스	특징
HashMap	해시 기반
LinkedHashMap	입력 순서 유지
TreeMap	정렬 유지

 

2) HashMap

가장 많이 사용되는 Map

Map<String, Integer> map = new HashMap<>();
map.put("A", 10);
map.get("A");

• 평균 검색 O(1)
• 내부적으로 배열 + 해시 + 트리 구조

 

5. 내부 동작 원리 간단 정리

1) ArrayList

• 배열 기반
• 용량 초과 시 배열 복사

 

2) HashSet

• HashMap 기반
• hashCode + equals로 중복 판단

 

3) HashMap

1. hashCode 계산
2. 배열 index 결정
3. equals로 동일성 판단
4. 충돌 시 체이닝 또는 트리 구조 사용

 

6. 언제 무엇을 써야 할까?

상황	선택
순서 중요, 조회 많음	ArrayList
중복 제거	HashSet
Key-Value 저장	HashMap
자동 정렬 필요	TreeSet/TreeMap
삽입/삭제 빈번	LinkedList

실무에서는

• 대부분 ArrayList
• Key-Value는 거의 HashMap

 

7. 인터페이스 타입으로 선언하는 이유

List<String> list = new ArrayList<>();

왼쪽은 인터페이스, 우측은 구현체 구조로 작성하면,

• 구현체 교체 가능
• 유연성 확보
• 느슨한 결합