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Week Two

리스트

리스트는 배열과 비슷한 자바의 자료형으로 배열보다 편리한 기능을 많이 가지고 있다.

리스트와 배열의 가장 큰 차이는 크기가 정해져 있지 않고 동적으로 변한다는 점이다. 예를 들어 배열의 크기를 10개로 정했다면 10개 이상의 값을 담을 수는 없다. 하지만 리스트는 크기가 정해져 있지 않아 원하는 만큼의 값을 담을 수 있다.

ArrayList

List 자료형 중 가장 간단한 형태의 자료형인 ArrayList에 대해서 알아보자

List 자료형

List 자료형에는 ArrayList, Vector, LinkedList 등의 List 인터페이스를 구현한 자료형이 있다. 여기서 말하는 List 자료형은 인터페이스인데, 인터페이스에 대해서는 뒤어서 자세히 알아보자

add

박찬호 선수가 총 3번의 투구를 138, 129, 142(km)의 속도로 던졌다면 다음과 같이 코드를 작성할 수 있다.

import java.util.ArrayList;

public class Sample {
	public static void main(String[] args) {
		ArrayList pitches = new ArrayList();
		pitches.add("138");
		pitches.add("129");
		pitches.add("142");
	}
}

※ ArrayList를 사용하기 위해서는 import java.util.ArrayList와 같이 ArrayList를 먼저 import해야한다.

ArrayList 객체인 pitches에 add라는 메소드를 이용하여 투구 속도를 저장했다. 만약 첫 위치에 "133"이라는 투구 스피드를 삽입하고 싶다면 아래와 같이 삽입할 위치를 파라미터로 넘겨주어야 한다.

pitches.add(0, "133");

제네릭스

자바는 J2SE 5.0 버전 이후부터 ArrayList<String> pitches = new ArrayList<>();처럼 객체를 포함하는 자료형도 어떤 객체를 포함하는지에 대해서 명확하게 표현할 것을 권고하고 있다. 인텔리제이에서 위의 예제와 같이 제네릭스 없이 코딩하면 명확한 타입을 명시하라는 warning이 뜰 것이다.

get

System.out.println(pitches.get(1)); // 특정 인덱스의 값 출력하기

size

System.out.println(pitches.size()); // ArrayList의 갯수를 리턴

contains

System.out.println(pitches.contains("142"));
// 리스트 안에 해당 항목이 있는 지 판별하여 결과를 boolean으로 리턴

remove

remove 메소드에는 2가지 방식이 있다.

  1. remove(객체)

  2. remove(인덱스)

System.out.println(pitches.remove("129"));
// 리스트에서 객체에 해당되는 항목을 삭제하고, 삭제한 결과를 boolean형으로 리턴
System.out.println(pitches.remove(0));
// 리스트에서 해당 인덱스의 항목을 삭제하고 삭제된 항목 리턴

의문점. ArrayList에는 int형을 넣을 수 없는 걸까? 가능하다. 다만, ArrayList에는 Object를 상속한 클래스만 들어갈 수 있으므로 int의 Wrapper클래스인 Integer를 사용해야 한다.

Object 클래스? 모든 자바클래스의 최고 조상 클래스이다. Object 클래스

제네릭스(Generics)

제네릭이란?

**제네릭(Generic)**은 클래스 내부에서 지정하는 것이 아닌 외부에서 사용자에 의해 지정되는 것을 의미한다. 한마디로 특정 타입을 미리 지정하는 것이 아닌 필요에 의해 지정할 수 있도록 하는 일반(Generic) 타입이라는 것이다.

Generic

다양한 방법으로 ArrayList 만들기

ArrayList의 add메소드를 사용하면 다음처럼 ArrayList 객체에 요소를 추가할 수 있다.

import java.util.ArrayList;

public class Sample {
    public static void main(String[] args) {
        ArrayList<String> pitches = new ArrayList<>();  // 제네릭스를 사용한 표현
        pitches.add("138");
        pitches.add("129");
        pitches.add("142");
        System.out.println(pitches);  // [138, 129, 142] 출력
    }
}

하지만 다음처럼 이미 데이터가 존재할 경우 보다 편하게 ArrayList를 생셩할 수 있다.

import java.util.ArrayList;
import java.util.Arrays;

public class Sample {
    public static void main(String[] args) {
        String[] data = {"138", "129", "142"};  // 이미 투구수 데이터 배열이 있다.
        ArrayList<String> pitches = new ArrayList<>(Arrays.asList(data));
        System.out.println(pitches);  // [138, 129, 142] 출력
    }
}

String.join

ArrayList의 각 요소를 콤마로 구분하여 하나의 문자열로 만들기.

import java.util.ArrayList;
import java.util.Arrays;

public class Sample {
    public static void main(String[] args) {
        ArrayList<String> pitches = new ArrayList<>(Arrays.asList("138", "129", "142"));
        String result = "";
        for (int i = 0; i < pitches.size(); i++) {
            result += pitches.get(i);
            result += ",";  // 콤마를 추가한다.
        }
        result = result.substring(0, result.length() - 1);  // 마지막 콤마는 제거한다.
        System.out.println(result);  // 138,129,142 출력
    }
}

리스트 정렬하기

순서대로 정렬하기 위해서는 다음처럼 리스트의 sort 메소드를 사용해야 한다.

import java.util.ArrayList;
import java.util.Arrays;
import java.util.Comparator;

public class Sample {
    public static void main(String[] args) {
        ArrayList<String> pitches = new ArrayList<>(Arrays.asList("138", "129", "142"));
        pitches.sort(Comparator.naturalOrder());  // 오름차순으로 정렬
        System.out.println(pitches);  // [129, 138, 142] 출력
    }
}

sort 메소드에는 정렬기준을 파라미터로 전달해야 하낟. 정렬 기준에는 다음처럼 오름차순, 내림차순이 있다.

  • 오름차순(순방향) 정렬 - Comparator.naturalOrder()

  • 내림차순(역방향) 정렬 - Comparator.reverseOrder()

※ 리스트의 sort메소드는 Java 8 버전부터 사용할 수 있다.

맵(Map)

자바의 맵은 대응관계를 쉽게 표현할 수 있게 해주는 자료형이다. 요즘 나오는 대부분의 언어들도 갖고 있는 자료형으로 Associative array, Hash라고도 불린다.

맵은 사전과 비슷하다. 즉 Map은 Key와 Value를 한 쌍으로 갖는 자료형이다.

key
value

people

사람

baseball

야구

Map은 리스트나 배열처럼 순차적으로 해당 요소 값을 구하지 않고 key를 통해 value를 얻는다. 맵의 가장 큰 특징이라면 key로 value를 얻어낸다는 점이다. baseball이란 단어의 뜻을 찾기 위해서 사전의 내용을 순차적으로 모두 검색하는 것이 아니라 baseball이라는 단어가 있는 곳만을 펼쳐보는 것이다.

HashMap

자바의 맵 중 가장 간단한 HashMap에 대해서 알아보자

put

key와 value가 String 형태인 HashMap을 만들고 위애서 보았던 예제의 항목 값들을 입력해보자.

import java.util.HashMap;

public class Sample {
    public static void main(String[] args) {
        HashMap<String, String> map = new HashMap<>();
        map.put("people", "사람");
        map.put("baseball", "야구");
    }
}

key와 value는 위 예제에서 보듯이 put메소드를 이용하여 입력했다.

get

key에 해당되는 value값을 얻기 위해서는 다음과 같이 한다.

System.out.println(map.get("people")); // "사람" 출력

위와 같이 get메소드를 이용하면 value값을 얻을 수 있다. 위 예제는 "people" Key에 대응되는 Value값으로 "사람"이라는 문자열을 출력할 것이다.

containsKey

containsKey 메소드는 맵에 해당 키가 있는지를 조사하여 그 결과값을 리턴한다.

System.out.println(map.containsKey("people")); // true 출력

remove

remove 메소드는 맵의 항목을 삭제하는 메소드로 key값에 해당되는 아이템을 삭제한 후 그 value값을 리턴한다.

System.out.println(map.remove("people")); // 사람 출력

size

맵의 개수 리턴

keySet

맵의 모든 key를 모아서 Set 자료형으로 리턴한다.

import java.util.HashMap;

public class Sample {
    public static void main(String[] args) {
        HashMap<String, String> map = new HashMap<>();
        map.put("people", "사람");
        map.put("baseball", "야구");
        System.out.println(map.keySet());  // [baseball, people] 출력
    }
}

Set 자료형은 다음과 같이 List 자료형으로 바꾸어 사용할수도 있다.

List<String> keyList = new ArrayList<>(map.keySet());

집합(Set)

집합 자료형은 집합과 관련된 것을 쉽게 처리하기 위해 만든 자료형이다.

집합 자료형 만들기

집합 자료형은 다음과 같이 HashSet을 사용하여 만들 수 있다.

import java.util.Arrays;
import java.util.HashSet;

public class Sample {
    public static void main(String[] args) {
        HashSet<String> set = new HashSet<>(Arrays.asList("H", "e", "l", "l", "o"));
        System.out.println(set);  //  [e, H, l, o] 출력
    }
}

집합 자료형의 특징

집합 자료형에는 다음과 같은 2가지 큰 특징이 있다.

  • 중복을 허용하지 않는다.

  • 순서가 없다.

리스트나 배열은 순서가 있기 때문에 인덱싱을 통해 자료형의 값을 얻을 수 있지만 집합 자료형은 순서가 없기 때문에 인덱싱으로 값을 얻을 수 없다. 이는 마치 맵 자료형과 비슷하다. 맵 자료형 역시 순서가 없는 자료형이라 인덱싱을 지원하지 않는다.

교집합, 합집합, 차집합 구하기

집합 자료형을 정말 유용하게 사용하는 경우는 교집합, 합집합, 차집합을 구할 때이다.

우션 다음과 같이 2개의 집합 자료형을 만든 후 따라 해 보자. s1은 1부터 6까지의 값을 가지게 되었고, s2는 4부터 9까지의 값을 가지게 되었다.

import java.util.Arrays;
import java.util.HashSet;

public class Sample {
    public static void main(String[] args) {
        HashSet<Integer> s1 = new HashSet<>(Arrays.asList(1, 2, 3, 4, 5, 6));
        HashSet<Integer> s2 = new HashSet<>(Arrays.asList(4, 5, 6, 7, 8, 9));
    }
}

※ 제네릭스로 int를 사용하고 싶은 경우에는 int와 Wrapper 클래스인 integer를 대신 사용해야 한다.

  1. 교집합

s1과 s2의 교집합을 구해 보자.

import java.util.Arrays;
import java.util.HashSet;

public class Sample {
    public static void main(String[] args) {
        HashSet<Integer> s1 = new HashSet<>(Arrays.asList(1, 2, 3, 4, 5, 6));
        HashSet<Integer> s2 = new HashSet<>(Arrays.asList(4, 5, 6, 7, 8, 9));

        HashSet<Integer> intersection = new HashSet<>(s1);  // s1으로 intersection 생성
        intersection.retainAll(s2);  // 교집합 수행
        System.out.println(intersection);  // [4, 5, 6] 출력
    }
}

retainAll 메소드를 이용하면 교집합을 간단히 구할 수 있다. s1의 데이터를 유지하기 위해 s1로 intersection이라는 HashSet 객체를 복사하여 생성하였다. intersection대신 retainAll 매서드를 사용하면 s1의 내용이 변경될 것이다.

  1. 합집합

합집합은 다음과 같이 구할 수 있다. 이때 4, 5, 6처럼 중복해서 포함된 값은 한 개씩만 표현된다.

import java.util.Arrays;
import java.util.HashSet;

public class Sample {
    public static void main(String[] args) {
        HashSet<Integer> s1 = new HashSet<>(Arrays.asList(1, 2, 3, 4, 5, 6));
        HashSet<Integer> s2 = new HashSet<>(Arrays.asList(4, 5, 6, 7, 8, 9));

        HashSet<Integer> union = new HashSet<>(s1);  // s1으로 union 생성
        union.addAll(s2); // 합집합 수행
        System.out.println(union);  // [1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9] 출력
    }
}

합집합은 addAll 메소드를 사용하여 구할 수 있다. 합집합의 결과로 [1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9]를 출력한다.

  1. 차집합

차집합은 다음과 같이 구할 수 있다.

import java.util.Arrays;
import java.util.HashSet;

public class Sample {
    public static void main(String[] args) {
        HashSet<Integer> s1 = new HashSet<>(Arrays.asList(1, 2, 3, 4, 5, 6));
        HashSet<Integer> s2 = new HashSet<>(Arrays.asList(4, 5, 6, 7, 8, 9));

        HashSet<Integer> substract = new HashSet<>(s1);  // s1으로 substract 생성
        substract.removeAll(s2); // 차집합 수행
        System.out.println(substract);  // [1, 2, 3] 출력
    }
}

차집합은 removeAll메소드를 사용하여 구할 수 있다. 차칩합의 결과로 [1, 2, 3]을 출력한다.

집합 자료형 관련 메소드

값 추가하기(add)

집합 자료형에 값을 추가할 때에는 add 메소드를 사용한다.

import java.util.HashSet;

public class Sample {
    public static void main(String[] args) {
        HashSet<String> set = new HashSet<>();
        set.add("Jump");
        set.add("To");
        set.add("Java");
        System.out.println(set);  // [Java, To, Jump] 출력
    }
}

값 여러 개 추가하기(addAll)

여러 개의 값을 한 번에 추가할 때는 다음과 같이 addAll 메소드를 사용한다.

import java.util.Arrays;
import java.util.HashSet;

public class Sample {
    public static void main(String[] args) {
        HashSet<String> set = new HashSet<>();
        set.add("Jump");
        set.addAll(Arrays.asList("To", "Java"));
        System.out.println(set);  // [Java, To, Jump] 출력
    }
}

※ 합집합을 구할 때도 addAll을 사용했다.

특정 값 제거하기(remove)

특정 값을 제거하고 싶을 때는 다음과 같이 remove 메소드를 사용한다.

import java.util.Arrays;
import java.util.HashSet;

public class Sample {
    public static void main(String[] args) {
        HashSet<String> set = new HashSet<>(Arrays.asList("Jump", "To", "Java"));
        set.remove("To");
        System.out.println(set);  // [Java, Jump] 출력
    }
}

상수집합(Enum)

Enum은 서로 관련이 있는 여러 개의 상수 집합을 정의할 때 사용하는 자료형이다.

Enum 만들기

예를 들어 어떤 커피숍에서 판매하는 커피가 종류가 다음과 같다고 가정해 보자.

  • 아메리카노

  • 아이스 아메리카노

  • 카페라떼

이와 같이 3종류의 커피를 판매한다고 하면, 다음과 같이 Enum으로 상수집합을 만들수 있다.

enum CoffeeType {
    AMERICANO,
    ICE_AMERICANO,
    CAFE_LATTE
};

정의한 상수 집합은 다음과 같이 사용할 수 있다.

public class Sample {
    enum CoffeeType {
        AMERICANO,
        ICE_AMERICANO,
        CAFE_LATTE
    };

    public static void main(String[] args) {
        for(CoffeeType type: CoffeeType.values()) {
            System.out.println(type);  // 순서대로 AMERICANO, ICE_AMERICANO, CAFE_LATTE 출력
        }
    }
}

Enum은 왜 필요한가?

.

형변환과 final

다음과 같은 문자열을 보자.

String num = "123";

자료형은 문자열이지만 그 내용은 숫자로 이루어진 값이다. 이럴 경우에 문자열을 정수로 바꿀 수 있다. 문자열을 정수로 바꾸려면 다음과 같이 integer클래스를 사용한다.

public class Sample {
    public static void main(String[] args) {
        String num = "123";
        int n = Integer.parseInt(num);
        System.out.println(n);  // 123 출력
    }
}

이번에는 반대로 정수 123을 문자열 "123"으로 바꾸는 방법에 대해서 알아보자. 정수를 문자열로 바꾸는 가장 쉬운 방법은 정수 앞에 빈문자열을 더해주는 것이다.

public class Sample {
    public static void main(String[] args) {
        int n = 123;
        String num = "" + n;
        System.out.println(num);  // 123 출력
    }
}

또는 다음과 같이 변환할 수도 있다.

public class Sample {
    public static void main(String[] args) {
        int n = 123;
        String num1 = String.valueOf(n);
        String num2 = Integer.toString(n);
        System.out.println(num1);  // 123 출력
        System.out.println(num2);  // 123 출력
    }
}

final

자바의 final은 자료형에 값을 단 한 번만 설정할 수 있게 강제하는 키워드이다. 즉, 값을 한 번 설정하면 그 값을 다시 설정할 수 없다는 말이다.

public class Sample {
    public static void main(String[] args) {
        final int n = 123;  // final 로 설정하면 값을 바꿀수 없다.
        n = 456;  // 컴파일 에러 발생
    }
}

리스트의 경우도 final로 선언시 재할당은 불가능하다.

import java.util.ArrayList;
import java.util.Arrays;

public class Sample {
    public static void main(String[] args) {
        final ArrayList<String> a = new ArrayList<>(Arrays.asList("a", "b"));
        a = new ArrayList<>(Arrays.asList("c", "d"));  // 컴파일 에러 발생
    }
}

final은 프로그램 수행 도중 그 값이 변경되면 안되는 상황에 사용한다.

3장 예제

  1. 평균 구하기

public class Main {
    public static void main(String[] args) {
        int average = 0;

        average += 80;
        average += 75;
        average += 55;
        average /= 3;

        System.out.println(average);

    }
}

  1. 자연수 13이 홀수인지 짝수인지 판별할 수 있는 방법

    mod 연산

  2. 문자열의 substring 메소드 활용하기

public class Main {
    public static void main(String[] args) {
        String psnlID = "881120-1068234";

        System.out.println(psnlID.substring(0,6));
        System.out.println(psnlID.substring(7,14));
    }
}

  1. 주민번호에서 성별을 나타내는 숫자를 출력해 보자.

public class Main {
    public static void main(String[] args) {
        String pin = "881120-1068234";

        System.out.println(pin.charAt(7));
    }
}

  1. "a🅱️c:d"를 "a#b#c#d"로 바꾸어 출력하기.

public class Main {
    public static void main(String[] args) {
        String a = "a:b:c:d";

        System.out.println(a.replaceAll(":", "#"));
    }
}

  1. [1, 3, 5, 4, 2] 리스트를 [5, 4, 3, 2, 1]로 만들기

import java.util.ArrayList;
import java.util.Arrays;
import java.util.Comparator;

public class Main {
    public static void main(String[] args) {
        ArrayList<Integer> myList = new ArrayList<>(Arrays.asList(1, 3, 5, 4, 2));
        System.out.println(myList); // [1, 3, 5, 4, 2] 출력

        myList.sort(Comparator.reverseOrder());
        System.out.println(myList);
    }
}

  1. ['Life', 'is', 'too', 'short'] 리스트를 "Life is too short" 문자열로 만들어 출력해보자

import java.util.ArrayList;
import java.util.Arrays;

public class Main {
    public static void main(String[] args) {
        ArrayList<String> myList = new ArrayList<>(Arrays.asList("Life", "is", "too", "short"));
        System.out.println(myList); // [Life, is, too, short] 출력

        String joined = "";
        for (int i = 0; i < myList.size(); i++) {
            joined += myList.get(i);
            joined += " ";
        }

        System.out.println(joined.substring(0, joined.length() - 1));
    }
}

  1. 다음의 맵 grade에서 "B"에 해당하는 값을 추출해보자. 추출 이후에는 grade에서 "B"에 해당하는 아이템이 사라져야한다.

import java.util.HashMap;

public class Main {
    public static void main(String[] args) {
        HashMap<String, Integer> grade = new HashMap<>();
        grade.put("A", 90);
        grade.put("B", 80);
        grade.put("C", 70);

        System.out.println(grade.remove("B"));
    }
}

  1. 다음의 numbers 리스트에서 중복 숫자를 제거해 보자.

import java.util.ArrayList;
import java.util.Arrays;
import java.util.HashSet;

public class Main {
    public static void main(String[] args) {
        ArrayList<Integer> numbers = new ArrayList<>(Arrays.asList(1, 1, 1, 2, 2, 3, 3, 3, 4, 4, 5));
        System.out.println(numbers);  // [1, 1, 1, 2, 2, 3, 3, 3, 4, 4, 5] 출력

        HashSet<Integer> nbrs = new HashSet<>(numbers);

        System.out.println(nbrs);
    }
}

  1. 커피의 종류를 입력하면 커피의 가격을 알려주는 프로그램에서, 1, 2, 3과 같은 매직 넘버를 제거하여 프로그램을 개선해보자.

import java.util.HashMap;

public class Main {
    static void printCoffeePrice(int type) {
        enum coffeeType {
            AMERICANO,
            ICE_AMERICANO,
            CAFE_LATTE
        };
        HashMap<Integer, Integer> priceMap = new HashMap<>();
        priceMap.put(coffeeType.AMERICANO.ordinal() + 1, 3000);  // 1: 아메리카노
        priceMap.put(coffeeType.ICE_AMERICANO.ordinal() + 1, 4000);  // 2: 아이스 아메리카노
        priceMap.put(coffeeType.CAFE_LATTE.ordinal() + 1, 5000);  // 3: 카페라떼
        int price = priceMap.get(type);
        System.out.println(String.format("가격은 %d원 입니다.", price));
    }

    public static void main(String[] args) {
        printCoffeePrice(1);  // "가격은 3000원 입니다." 출력
        //printCoffeePrice(99);  // NullPointerException 발생
    }
}

for each문

기존의 for문과 형태만 약간 다르다. 다음은 for문의 예제이다.

String[] numbers = {"one", "two", "three"};
for(int i=0; i<numbers.length; i++) {
    System.out.println(numbers[i]);
}

위 for문은 다음처럼 for each 구조로 변경할 수 있다.

String[] numbers = {"one", "two", "three"};
for(String number: numbers) {
    System.out.println(number);
}

for each 문의 구조는 다음과 같다.

for (type var: iterate) {
    body-of-loop
}

단, for each 문은 따로 반복회수를 명시적으로 주는 것이 불가능하고, 1스탭씩 순차적으로 반복될때만 사용가능하다는 제약이 있다.

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