[프로그래머스 자바 중급] 컬렉션 프레임워크 : Map
Map 컬렉션 클래스
- Map 인터페이스는 Collection 인터페이스와는 다른 저장 방식을 가진다.
- Map 인터페이스를 구현한 Map 컬렉션 클래스들은 키와 값을 하나의 쌍으로 저장하는 방식(key-value 방식)을 사용.
- 여기서 키(key)란 실질적인 값(value)을 찾기 위한 이름의 역할을 한다.
- Map 인터페이스를 구현한 모든 Map 컬렉션 클래스는 다음과 같은 특징을 가진다.
- 요소의 저장 순서를 유지하지 않는다. 👉 순서 X
- 키는 중복을 허용하지 않지만, 값의 중복은 허용한다. 👉 키 중복 X, 값 중복 O
- 대표적인 Map 컬렉션 클래스에 속하는 클래스는 다음과 같다.
- HashMap<K, V>
- Hashtable<K, V>
- TreeMap<K, V>
HashMap<K, V> 클래스
- Map 컬렉션 클래스에서 가장 많이 사용되는 클래스 중 하나.
- JDK 1.2부터 제공된 HashMap 클래스는 해시 알고리즘(hash algorithm)을 사용하여 검색 속도가 매우 빠르다.
-
Map 인터페이스를 구현하므로 요소를 저장 순서에 상관없이 저장하고 중복된 키로는 값을 저장할 수 없으나, 같은 값을 다른 키로 저장하는 것은 가능하다.
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ex) 여러 HashMap 메소드를 이용하여 맵을 생성하고 조작
import java.util.*; public class MapExam01 { public static void main(String[] args) { HashMap<String, Integer> hm = new HashMap(String, Integer>(); // put() 메소드를 이용한 요소의 저장 hm.put("삼십", 30); hm.put("십", 10); hm.put("사십", 40); hm.put("이십", 20); // Enhanced for문, get() 메소드를 이용한 요소의 출력 System.out.println("맵에 저장된 키들의 집합 : " + hm.keySet()); // [이십, 삼십, 사십, 십] for(String key : hm.keySet()) { // 키 : 이십, 값 : 20 // 키 : 삼십, 값 : 30 // 키 : 사십, 값 : 40 // 키 : 십, 값 : 10 System.out.println(String.format("키 : %s, 값 : %s", key, hm.get(key))); } // remove() 메소드를 이용한 요소의 제거 hm.remove("사십"); // iterator() 메소드와 get() 메소드를 이용한 요소의 출력 Iterator<String> keys = hm.keySet().iterator(); while(keys.hasNext()) { String key = keys.next(); // 키 : 이십, 값 : 20 // 키 : 삼십, 값 : 30 // 키 : 십, 값 : 10 System.out.println(String.format("키 : %s, 값 : %s", key, hm.get(key))); } // replace() 메소드를 이용한 요소의 수정 hm.replace("이십", 200); // hm.put("이십", 200); -> 이와 같이 덮어씌워서 value를 변경할 수도 있다. for (String key : hm.keySet()) { // 키 : 이십, 값 : 200 // 키 : 삼십, 값 : 30 // 키 : 십, 값 : 10 System.out.println(String.format("키 : %s, 값 : %s", key, hm.get(key))); } // size() 메소드를 이용한 요소의 총 개수 System.out.println("맵의 크기 : " + hm.size()); // 3 } }- 저장 순서에 상관없이 내부 해시 알고리즘에 따라 저장되는 것을 볼 수 있다.
- 💡 위의 예제에서 사용된 keySet() 메소드는 해당 맵에 포함된 모든 키 값들을 하나의 집합(Set)으로 반환해준다.
Hashtable<K, V> 클래스
- JDK 1.0부터 사용해왔으며, HashMap 클래스와 같은 동작을 하는 클래스.
- 현재의 Hashtable 클래스는 HashMap 클래스와 마찬가지로 Map 인터페이스를 상속받는다.
- 따라서, Hashtable 클래스에서 사용할 수 있는 메소드는 HashMap 클래스에서 사용할 수 있는 메소드와 거의 같다.
- 하지만, 현재 기존 코드와의 호환성을 위해서만 남아있으므로, Hashtable 클래스보다는 HashMap 클래스를 사용하는 것이 좋다.
TreeMap<K, V> 클래스
- 키와 값을 한 쌍으로 하는 데이터를 이진 검색 트리(binary search tree)의 형태로 저장.
- 데이터를 키를 기준으로 정렬된 상태로 저장.
- natural ordering을 지원하며, 생성자의 매개변수를 Comparator 객체로 하여 정렬 방법을 임의로 지정해줄 수 있다.
- 이진 검색 트리는 데이터를 추가하거나 제거하는 등의 기본 동작 시간이 매우 빠르다.
- JDK 1.2부터 제공된 TreeMap 클래스는 기존의 이진 검색 트리의 성능을 향상시킨 레드-블랙 트리(Red-Black Tree)로 구현된다.
- Map 인터페이스를 구현하므로 요소를 저장 순서에 상관없이 저장하고, 중복된 키로는 값을 저장할 수 없으나 같은 값을 다른 키로 저장하는 것은 가능하다.
- 저장 순서에 상관없이 키를 기준으로 정렬된 상태로 저장된다.
- 레드-블랙 트리(Red-Black Tree)
- 트리에 값이 편향되게 입력될 때 한쪽으로 치우쳐진 트리가 되는 것을 보완하기 위해 등장했다.
- 부모 노드보다 작은 값을 가지는 노드는 왼쪽 자식으로, 큰 값을 가지는 노드를 오른쪽 자식으로 배치하여 데이터의 추가나 삭제 시 트리가 한쪽으로 치우쳐지지 않도록 균형을 맞춰준다.
-
ex) 여러 TreeMap 메소드를 이용하여 맵을 생성하고 조작
import java.util.*; public class MapExam02 { public static void main(String[] args) { TreeMap<Integer, String> tm = new TreeMap<Integer, String>(); // put() 메소드를 이용한 요소의 저장 tm.put(30, "삼십"); tm.put(10, "십"); tm.put(40, "사십"); tm.put(20, "이십"); // Enhanced for문, get() 메소드를 이용한 요소의 출력 System.out.println("맵에 저장된 키들의 집합 : " + tm.keySet()); // [10, 20, 30, 40] for(Integer key : tm.keySet()) { // 키 : 10, 값 : 십 // 키 : 20, 값 : 이십 // 키 : 30, 값 : 삼십 // 키 : 40, 값 : 사십 System.out.println(String.format("키 : %s, 값 : %s", key, tm.get(key))); } // remove() 메소드를 이용한 요소의 제거 tm.remove(40); // iterator(), get() 메소드를 이용한 요소의 출력 Iterator<Integer> keys = tm.keySet().iterator(); while(keys.hasNext()) { Integer key = keys.next(); // 키 : 10, 값 : 십 // 키 : 20, 값 : 이십 // 키 : 30, 값 : 삼십 System.out.println(String.format("키 : %s, 값 : %s", key, tm.get(key))); } // replace() 메소드를 이용한 요소의 수정 tm.replace(20, "twenty"); for (Integer key : tm.keySet()) { // 키 : 10, 값 : 십 // 키 : 20, 값 : twenty // 키 : 30, 값 : 삼십 System.out.println(String.format("키 : %s, 값 : %s", key, tm.get(key))); } // size() 메소드를 이용한 요소의 총 개수 System.out.println("맵의 크기 : " + tm.size()); // 3 } }
HashMap<K, V> 주요 메소드
| 메소드 | 설명 |
|---|---|
| void clear() | 맵의 모든 매핑을 제거 |
| boolean containsKey(Object key) | 맵이 전달된 키를 포함하고 있는지 확인 |
| boolean containsValue(Object value) | 맵이 전달된 값에 해당하는 하나 이상의 키를 포함하고 있는지 확인 |
| V get(Object key) | 맵에서 전달된 키에 대응하는 값을 반환. 만약 해당 맵이 전달된 키를 포함한 매핑을 포함하고 있지 않으면, null을 반환 |
| boolean isEmpty() | 맵이 비어있는지 확인 |
| Set<K> keySet() | 맵에 포함되어 있는 모든 키로 만들어진 Set 객체를 반환 |
| V put(K key, V value) | 맵에 전달된 키에 대응하는 값으로 특정 값을 매핑 |
| V remove(Object key) | 맵에 전달된 키에 대응하는 매핑을 제거 |
| boolean remove(Object key, Object value) | 맵에서 특정 값에 대응하는 특정 키의 매핑을 제거 |
| V replace(K key, V value) | 맵에서 전달된 키에 대응하는 값을 특정 값으로 대체 |
| boolean replace(K key, V oldValue, V newValue) | 맵에서 특정 값에 대응하는 전달된 키의 값을 새로운 값으로 대체 |
| int size() | 맵의 매핑 총 개수 반환 |
- 💡 키와 값으로 구성되는 데이터를 매핑(mapping) 또는 엔트리(entry)라고 한다.
TreeMap<K, V> 주요 메소드
| 메소드 | 설명 |
|---|---|
| Map.Entry<K, V> ceilingEntry(K key) | 맵에서 전달된 키와 같거나, 전달된 키보다 큰 키 중에서 가장 작은 키와 그에 대응하는 엔트리를 반환. 만약 해당하는 키가 없으면 null 반환. |
| K ceilingKey(K key) | 해당 맵에서 전달된 키와 같거나, 전달된 키보다 큰 키 중에서 가장 작은 키를 반환. 만약 해당하는 키가 없으면 null을 반환. |
| void clear() | 해당 맵의 모든 매핑을 제거 |
| boolean containsKey(Object key) | 맵이 전달된 키를 포함하고 있는지 확인 |
| oolean containsValue(Object value) | 맵이 전달된 값에 해당하는 하나 이상의 키를 포함하고 있는지 확인 |
| NavigableMap<K, V> descendingMap() | 맵에 포함된 모든 매핑을 역순으로 반환 |
| Set<Map.Entry<K, V» entrySet | 맵에 포함된 모든 매핑을 Set 객체로 반환 |
| Map.Entry<K, V> firstEntry() | 맵에서 현재 가장 작은(첫 번째) 키와 그에 대응하는 값의 엔트리를 반환 |
| K firstKey() | 맵에서 현재 가장 작은(첫 번째) 키를 반환 |
| Map.Entry<K, V> floorEntry(K key) | 맵에서 전달된 키와 같거나, 전달된 키보다 작은 키 중에서 가장 큰 키를 반환. 만약 해당하는 키가 없으면 null을 반환 |
| K floorKey(K key) | 맵에서 전달된 키와 같거나, 전달된 키보다 작은 키 중에서 가장 큰 키를 반환. 해당하는 키가 없으면 null을 반환 |
| V get(Object key) | 맵에서 전달된 키에 대응하는 값을 반환. 만약 해당 맵이 전달된 키를 포함한 매핑을 포함하고 있지 않으면 null을 반환. |
| SortedMap<K, V> headMap(K toKey) | 맵에서 전달된 키보다 작은 키로 구성된 부분만을 반환 |
| Map.Entry<K, V> higherEntry(K key) | 맵에서 전달된 키보다 작은 키 중에서 가장 큰 키와 그에 대응하는 값의 엔트리를 반환. 만약 해당하는 값의 엔트리를 반환. 만약 해당하는 키가 없으면 null을 반환. |
| K higherKey(K key) | 맵에서 전달된 키보다 작은 키 중에서 가장 큰 키를 반환. 만약 해당하는 키가 없으면 null을 반환. |
| Set<K> keySet() | 맵에 포함되어 있는 모든 키로 만들어진 Set 객체를 반환 |
| Map.Entry<K, V> lastEntry() | 맵에서 현재 가장 큰(마지막) 키와 그에 대응하는 값의 엔트리를 반환 |
| K lastKey() | 맵에서 현재 가장 큰(마지막) 키를 반환 |
| Map.Entry<K, V> lowerEntry(K key) | 맵에서 전달된 키보다 큰 키 중에서 가장 작은 키와 그에 대응하는 값의 엔트리를 반환. 만약 해당하는 키가 없으면 null을 반환. |
| K lowerKey(K key) | 맵에서 전달된 키보다 큰 키 중에서 가장 작은 키를 반환. 만약 해당하는 키가 없으면 null을 반환 |
| Map.Entry<K, V> pollFirstEntry() | 맵에서 현재 가장 작은(첫 번째) 키와 그에 대응하는 값의 엔트리를 반환하고, 해당 엔트리를 맵에서 제거 |
| Map.Entry<K, V> pollLastEntry() | 맵에서 현재 가장 큰(마지막) 키와 그에 대응하는 값의 엔트리를 반환하고, 해당 엔트리를 맵에서 제거 |
| V put(K key, V value) | 맵에 전달된 키에 대응하는 값으로 특정 값을 매핑 |
| V remove(Object key) | 맵에서 전달된 키에 대응하는 매핑을 제거 |
| boolean remove(K key, V value) | 맵에서 특정 값에 대응하는 특정 키의 매핑을 제거 |
| V replace(K key, V value) | 맵에서 전달된 키에 대응하는 값을 특정 값으로 대체 |
| boolean replace(K key, V oldValue, V newValue) | 맵에서 특정 값에 대응하는 전달된 키의 값을 새로운 값으로 대체 |
| int size() | 맵의 매핑 총 개수 반환 |
| SortedMap<K, V> subMap(K fromKey, K toKey) | 맵에서 fromKey부터 toKey까지로 구성된 부분만을 반환. 이때 fromKey는 포함되나, toKey는 포함되지 않음. |
| SortedMap<K, V> tailMap(K fromKey) | 맵에서 fromKey와 같거나, fromKey보다 큰 키로 구성된 부분만을 반환 |
- 💡 Map.Entry 인터페이스는 Map 인터페이스의 내부 인터페이스로, 맵에 저장되는 엔트리 조작을 위한 메소드가 정의되어 있다.
- 💡 NavigableMap은 SortedMap을 확장한 인터페이스.
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