Java - 제네릭, 컬렉션

제네릭(Generic) 프로그래밍

제네릭 자료형 정의

• 클래스에서 사용하는 변수의 자료형이 여러개 일수 있고, 그 기능(메서드)은 동일한 경우 클래스의 자료형을 특정하지 않고 추후 해당 클래스를 사용할 때 지정 할 수 있도록 선언
• 실제 사용되는 자료형의 변환은 컴파일러에 의해 검증되므로 안정적인 프로그래밍 방식
• 컬렉션 프레임워크에서 많이 사용되고 있음
• 예시

public class GenericPrinter<T> {
	private T material;
	
	public void setMaterial(T material) {
		this.material = material;
	}
	
	public T getMaterial() {
		return material;
	}
	
	public String toString(){
		return material.toString();
	}
}

• 제네릭 대신 모든 클래스의 최상위 클래스인 Object를 사용하는 방법도 있지만, 사용할 때 마다 형 변환을 해야하기 때문에 제네릭을 사용하는 것이 더 좋다.

다이아몬드 연산자 <>

• <>를 다이아몬드 연산자라 함
• ArrayList list = new ArrayList<>(); //다이아몬든 연산자 내부에서 자료형은 생략가능 함
• 제네릭에서 자료형 추론(자바 10부터)
  ArrayList list = new ArrayList() => var list = new ArrayList();

<T extends 클래스> 사용하기

상위 클래스의 필요성

• T 자료형의 범위를 제한 할 수 있음

• 상위 클래스에서 선언하거나 정의하는 메서드를 활용할 수 있음

• 상속을 받지 않는 경우 T는 Object로 변환되어 Object 클래스가 기본으로 제공하는 메서드만 사용가능

T extends 를 사용한 프로그래밍

• GenericPrinter 에 material 변수의 자료형을 상속받아 구현

• T에 무작위 클래스가 들어갈 수 없게 Material 클래스를 상속받은 클래스로 한정

public class GenericPrinter<T extends Material> {
	private T material;
	
	public void setMaterial(T material) {
		this.material = material;
	}
	
	public T getMaterial() {
		return material;
	}
	
	public String toString(){
		return material.toString();
	}
	
	public void printing() {
		material.doPrinting();
	}
}



public class GenericPrinterTest {

	public static void main(String[] args) {

		GenericPrinter<Powder> powderPrinter = new GenericPrinter<Powder>();
		powderPrinter.setMaterial(new Powder());
		Powder powder = powderPrinter.getMaterial(); // 형변환 하지 않음
		System.out.println(powderPrinter);
		
		GenericPrinter<Plastic> plasticPrinter = new GenericPrinter<Plastic>();
		plasticPrinter.setMaterial(new Plastic());
		Plastic plastic = plasticPrinter.getMaterial(); // 형변환 하지 않음
		System.out.println(plasticPrinter);
		
	}
}

자바에서 제공되는 자료구조 구현 클래스들 - 컬레션 프레임워크

컬렉션 프레임워크

• 프로그램 구현에 필요한 자료구조(Data Structure)를 구현해 놓은 JDK 라이브러리
• java.util 패키지에 구현되어 있음
• 개발에 소요되는 시간을 절약하면서 최적화 된 알고리즘을 사용할 수 있음
• 여러 구현 클래스와 인터페이스의 활용에 대한 이해가 필요함

Collection 인터페이스

• 하나의 객체를 관리하기 위한 메서드가 선언된 인터페이스
• 하위에 List와 Set 인터페이스가 있음

List 인터페이스

• 객체를 순서에 따라 저장하고 관리하는데 필요한 메서드가 선언된 인터페이스
• 자료구조 리스트 (배열, 연결리스트)의 구현을 위한 인터페이스
• 중복을 허용함
• ArrayList, Vector, LinkedList, Stack, Queue 등...

Set 인터페이스

• 순서와 관계없이 중복을 허용하지 않고 유일한 값을 관리하는데 필요한 메서드가 선언됨

• 아이디, 주민번호, 사번등을 관리하는데 유용

• 저장된 순서와 출력되는 순서는 다를 수 있음

• HashSet, TreeSet등...

Map 인터페이스

• 쌍(pair)로 이루어진 객체를 관리하는데 사용하는 메서드들이 선언된 인터페이스

• 객체는 key-value의 쌍으로 이루어짐

• key는 중복을 허용하지 않음

• HashTable, HashMap, Properties, TreeMap 등이 Map 인터페이스를 구현 함

Collection 요소를 순회하는 Iterator

요소의 순회란?

• 컬렉션 프레임워크에 저장된 요소들을 하나씩 차례로 참조하는것

• 순서가 있는 List인터페이스의 경우는 Iterator를 사용 하지 않고 get(i) 메서드를 활용할 수 있음

• Set 인터페이스의 경우 get(i) 메서드가 제공되지 않으므로 Iterator를 활용하여 객체를 순회함

Iterator 사용하기

• boolean hasNext() : 이후에 요소가 더 있는지를 체크하는 메서드, 요소가 있다면 true를 반환
• E next() : 다음에 있는 요소를 반환

public boolean removeMember(int memberId){  // 멤버 아이디를 매개변수로, 삭제 여부를 반환
	
		Iterator<Member> ir = arrayList.iterator();
		while(ir.hasNext()) { 
			Member member = ir.next();
			int tempId = member.getMemberId();
			if(tempId == memberId){            // 멤버아이디가 매개변수와 일치하면 
				arrayList.remove(member);           // 해당 멤버를 삭제
				return true;                   // true 반환
			}
		}
		
		System.out.println(memberId + "가 존재하지 않습니다");  //for 가 끝날때 까지 return 이 안된경우
		return false;                   
}

정렬을 위해 Comparable과 Comparator 인터페이스 구현하기

Comparable

• 정렬 수행 시 기본적으로 적용되는 정렬 기준이 되는 메서드를 정의하는 인터페이스
• package: java.lang.Comparable
• Java에서 제공되는 정렬이 가능한 클래스들은 모두 Comparable 인터페이스를 구현하고 있으며, 정렬 시에 이에 맞게 정렬이 수행된다.
• String, Integer등 JDK의 많은 클래스들이 이미 Comparable을 구현했음

public class Member implements Comparable<Member>{

	......

	@Override
	public int compareTo(Member member) {
		
		//return (this.memberId - member.memberId);   //오름차순
		return (this.memberId - member.memberId) *  (-1);   //내림 차순
	}
}

Comparator

• 정렬 가능한 클래스(Comparable 인터페이스를 구현한 클래스)들의 기본 정렬 기준과 다르게 정렬 하고 싶을 때 사용하는 인터페이스
• 즉, 이미 Comparable이 구현된 경우 Comparator로 비교하는 방식을 다시 구현할 수 있음
• package: java.util.Comparator

class MyCompare implements Comparator<String>{

	@Override
	public int compare(String s1, String s2) {
		return (s1.compareTo(s2)) *-1 ;
	}
}

public class ComparatorTest {
	
	public static void main(String[] args) {
		
		Set<String> set = new TreeSet<String>(new MyCompare());
		set.add("aaa");
		set.add("ccc");
		set.add("bbb");
				
		System.out.println(set);
	}
}