[Collection] ArrayList 관련 꼬리 질문 답변 공부 기록

 

💡여러가지 데이터를 담을 때, 배열을 사용하면 좋은점은 무엇일까?

- 배열은 그 크기가 정해져 있을 때 유용하다

- 성능상이나 메모리 효율면에서 가장 좋다.

 

💡그럼 크기가 얼마나 되는지 모르는 경우에는?

- int의 최대값에 해당하는 크기를 갖는 배열을 만든다.

-> 메모리 낭비가 심하다.

 

- 필요한 개수만큼 더 큰 배열을 하나 더 만들어서 거기다 복사해버린다.

->굳이 이렇게 할 필요가 없다. 이미 만들어져 있는 클래스들을 사용할 수 있다.

 

 

💡다음 그림을 꼭 외우자.

컬렉션 관련 클래스들

 

리스트, 셋, 큐는 Collection이라는 인터페이스를 구현하고 있다. Collection 인터페이스는 java.util 패키지에 선언되어 있다. 모두 여러 객체를 하나의 객체에 담아 처리할 때 공통적으로 사용되는 여러 메소드들을 선언해 놓았다.

여기서 맵 만이 Collection과 관련 없는 별도의 인터페이스로 선언되어 있다.

 

Collection 인터페이스는 Iterable<E>를 확장하는데, 이 Iterable<E> 클래스에 선언되어 있는 메소드는 iterator() 딱 하나다. 이 메소드는 Iterator라는 인터페이스를 리턴한다. Iterator 인터페이스는 hasNext(), next(), remove()메소드가 있다. 

 

결론적으로, Collection 인터페이스가 Iterable 인터페이스를 확장했다는 의미는 Iterator 인터페이스를 사용하여 데이터를 순차적으로 가져올 수 있다는 의미다.

 

List의 가장 큰 특징은 배열처럼 "순서"가 있다는 것이다. List 인터페이스를 구현한 클래스들 중, java.util 패키지에서는 ArrayList, Vector, Stack, LinkedList를 많이 사용한다.

 

💡ArrayList와 Vector의 차이점은 무엇인가?

일단 Vector는 JDK 1.0부터 있었고, ArrayList는 JDK 1.2에서 추가되었다. 두 클래스는 사용법이 거의 동일하고, 기능도 거의 비슷하다.  하지만 ArrayList는 Thread safe하지 않고, Vector는 Thread safe하다. 즉, ArrayList의 객체는 여러 명이 달려들어 값을 변경하려고 하면 문제가 발생할 수 있고, Vector는 그렇지 않다.

 

cf) ArrayList를 Thread safe하게 하려면 다음과 같이 객체를 생성하면 된다.

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

 

💡ArrayList의 초기 크기는 얼마인가?

자바 7까지는 객체를 생성시에 생성자를 호출하면서 바로 10개의 공간이 생긴다. 하지만 자바 8부터는 생성 시에는 공간을 할당하지 않고, add하는 시점에 10개가 생성된다.

 

💡ArrayList와 LinkedList의 차이?

LinkedList클래스는 List도 되고, Queue도 된다. 또한 List와 달리 AbstractList를 확장한 AbstractSequentialList가 부모이다. 자바 6에서부터는 Deque인터페이스를 구현한다. 생성자로 객체를 생성할 때 처음부터 크기를 지정하지 않는다. 각 데이터들이 앞 뒤로 연결되는 구조이기 때문에, 미리 공간을 만들어 놓을 필요가 없기 때문이다. 

 

ArrayList

java.lang.Object
  ㄴ java.util.AbstractCollection<E>
    ㄴ java.util.AbstractList<E>
      ㄴ java.util.ArrayList<E>

 

LinkedList

java.lang.Object
  ㄴ java.util.AbstractCollection<E>
    ㄴ java.util.AbstractList<E>
      ㄴ java.util.AbstractSequentialList<E>
        ㄴ java.java.util.LinkedList<E>

 

💡ArrayList<String> list2 = new ArrayList<String>(list); 와 ArrayList<String>list2 = list; 의 차이는?

1번은 ArrayList에는 Collection 인터페이스를 구현한 어떠한 클래스도 포함시킬 수 있는 생성자가 있기 때문에, list에 있는 내용을 list2에 복사해야 할 일이 생기는 경우 사용할 수 있다. 그런데, 2번의 경우에는 list2가 list의 값만 사용하겠다는 것이 아니라, list라는 객체가 생성되어 참조되고 있는 주소까지도 사용하겠다는 말이다. 즉, ArrayListlist2 = list; 이렇게 선언하고 list에 A라는 값을 add시키면 list2를 확인해봤을 때, 동일하게 A가 추가되어 있는 것을 볼 수 있따. 

 

💡String[] strList = list.toArray(new String[0]); "new String[0]" 이렇게 쓴 이유는?

ArrayList 객체의 데이터 크기가 매개 변수로 넘어간 배열 객체의 크기보다 클 경우에는 매개 변수로 배열의 모든 값이 null로 채워진다. 작을 경우에는 모두 null로 채워진다. 그러므로, toArray() 메소드를 사용할 때에는 가장 처음에 사용한 것과 같이 크기가 0인 배열을 넘겨주는 것이 가장 좋다.

 

 

💡Stack은 왜 안좋은 구현일까?

일반적으로 웹을 개발할 때는 별로 많이 사용하지는 않지만, 마지막에 들어온 데이터를 가장 처음에 꺼내는 LIFO 기능을 구현하려고 할 때 필요한 클래스다. 하지만 LIFO 기능을 위해서 이 클래스를 사용하는 것은 권장하지 않는다. 왜냐하면 이 클래스보다 더 빠른 ArrayDeque라는 클래스가 존재하기 때문이다. 하지만, ArrayDeque는 쓰레드에 안전하지 못하다. 약간 성능은 떨어지지만, 쓰레드에 안전한 LIFO 기능을 원한다면 이 Stack 클래스를 사용하면 된다.

 

 Stack 클래스의 상속관계

java.lang.Object
  ㄴ java.util.AbstractCollection<E>
    ㄴ java.util.AbstractList<E>
      ㄴ java.util.Vector<E>
        ㄴ java.util.Stack<E>

Stack 클래스의 부모 클래스는 Vector인 것을 볼 수 있다. 즉, Vector 클래스에서 제공하는 모든 메소드를 사용할 수 있다.

그리고, Stack 클래스에서 구현한 인터페이스는 Serializable, Cloneable, Iterable<E>, Collection<E>, List<E>, RandomAccess로 ArrayList 클래스에서 구현한 인터페이스와 모두 동일하다.

Stack 클래스는 자바에서 상속을 잘못 받은 예이다. 이 클래스가 JDK 1.0부터 존재했기 때문에 원래의 취지인 LIFO를 생각한다면 Vector에 속해서는 안 된다. 하지만, 자바의 하위 호환성을 위해 이 상속관계를 계속 유지하고 있다고 생각하면 된다.

 

💡ArrayList의 동작원리?

ArrayList는 elementData라는 내부의 Object 배열 객체에 값을 저장하며, 해당 배열 객체는 항상 여유분의 인덱스를 두고 있다. (부족하면 grow메소드가 실행된다.) 결국은 내부의 배열로 동작하는건데, 사이에 값을 끼워 넣을 수 있는 것은 System.arraycopy메소드 덕분이다. 해당 메소드는 배열을 받아서 특정 위치에서 자르고, 다른 배열의 특정 위치에 복사하는 메소드이다. 이 메소드를 사용하여 배열을 자기 자신에게 복사하면서 해당 인덱스에 한 자리를 띄우고 해당 자리에 값을 저장한다. 

System.arraycopy(elementData, index, elementData, index + 1, size - index);
elementData[index] = element;
size++;

remove도 또한 동일한 메소드를 이용하는데, 뒤의 내용을 한칸씩 앞으로 당겨서 index 자리를 덮어버리고, 마지막의 쓰레기 값을 null로 처리한다. 

if(numMoved > 0 ) System.arraycopy(elementData, index + 1, elementData, index, numMoved);
elementData[--size] = null;

출처 https://matdulgi.tistory.com/69

[java] ArrayList