[Java] 리스트 (List) 정리

리스트 (List) 란?

배열과 같이 객체를 일렬로 늘어놓은 구조를 가지고 있다. 객체를 인덱스(index)로 관리하기 때문에 객체를 저장하면 자동으로 인덱스가 부여되고, 인덱스로 객체를 검색, 추가, 삭제할 수 있는 등의 기능을 제공한다.

 

List 인터페이스를 구현한 클래스로는 ArrayList, Vector, LinkedList, Stack 등이 있다. 가장 많이 사용되는 것은 ArrayList와 LinkedList이다.

 

리스트의 특징

• 순서가 있고 중복을 허용한다.
• 인덱스로 관리하기 때문에 인덱스로 접근이 가능하다.
• 크기가 가변적이다.

 

List 인터페이스

리스트 인터페이스에서 공통적으로 사용 가능한 메서드

add(int index, Object element)

주어진 인덱스에 객체를 추가한다.

 

addAll(int index, Collection c)

주어진 인덱스에 컬렉션을 추가한다. boolean 타입을 리턴한다.

 

set(int index, Object element)

주어진 인덱스에 객체를 저장. Object 타입을 리턴한다.

 

indexOf(Object o) / lastIndex(Object o) 

순방향 / 역방향으로 탐색하여 주어진 객체의 위치를 반환한다. int 타입을 리턴한다.

 

listIterator() / listIterator(int index)

List의 객체를 탐색할 수 있는 ListIterator 반환 / 주어진 index부터 탐색할 수 있는 ListIterator 타입을 리턴한다.

 

subList(int fromIndex, int toIndex)

fromIndex부터 toIndex에 있는 객체를 반환한다. List 타입을 리턴한다.

 

remove(int index)

주어진 인덱스에 저장된 객체를 삭제하고 삭제된 객체를 반환한다. Object 타입을 리턴한다.

 

remove(Object o)

주어진 객체를 삭제한다. boolean 타입을 리턴한다.

 

sort(Comparator c)

주어진 비교자(comparator)로 List를 정렬한다.

 

List 예제

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

// 일반적으로 리스트를 만든 뒤, add메서드를 사용하여 객체를 하나씩 저장한다.

// 객체 추가
list.add("a");
list.add("b");
list.add("c");

// 조회
for(String ele : list) {
	System.out.println(ele);
}

/* 출력
a
b
c
*/

// 선언과 동시에 값을 할당하려면 asList 사용
List<String> list = Arrays.asList(new String[]{"a","b","c"});

// 조회
for(String ele : list) {
	System.out.println(ele);
}

/* 출력
a
b
c
*/

 

ArrayList란?

List 인터페이스를 구현한 클래스로 컬렉션 프레임워크에서 가장 많이 사용된다. 기능적으로는 Vector와 동일하지만 Vector를 개선한 것이므로 Vector 보다 많이 사용된다.

 

객체가 인덱스로 관리된다는 점에서 배열과 유사하다. 그러나 배열은 생성될 때 크기가 고정되며, 크기를 변경할 수 없지만 ArrayList는 저장 용량을 초과하여 객체들이 추가되면, 자동으로 저장용량이 늘어나게 된다. 또한 데이터가 연속적으로 존재하여 데이터의 순서가 유지된다,

 

ArrayList<타입 매개변수> 객체명 = new ArrayList<타입 매개변수>(초기 저장 용량);

ArrayList<String> example = new ArrayList<String>();
// String 타입의 객체를 저장하는 ArrayList 생성
// 초기 용량이 인자로 전달되지 않으면 기본적으로 10으로 지정된다.

ArrayList에 객체를 추가하게 되면 인덱스(index) 0부터 차례대로 저장된다. 

특정 인덱스의 객체를 제거하면, 바로 뒤 인덱스부터 마지막 인덱스까지 모두 앞으로 1씩 당겨진다.

 

ArrayList에 객체를 순차적으로 저장할 때에는 데이터를 이동하지 않아도 되므로, 작업 속도가 빠르지만, 중간에 위치한 객체를 추가, 삭제할 때에는 데이터 이동이 많이 일어나므로 속도가 저하된다.

 

반면 인덱스가 n인 요소인 데이터에 빠르게 접근이 가능하기 때문에 검색(읽기) 측면에서는 유리하다.

 

ArrayList 예제

// ArrayList를 생성하여 list에 할당
ArrayList<String> list = new ArrayList<String>();

// String 타입의 데이터를 ArrayList에 추가
list.add("Java");
list.add("egg");
list.add("tree");

// 저장된 총 객체 수 얻기
int size = list.size();

// 0번 인덱스의 객체 얻기
String skill = list.get(0);

// 저장된 총 객체 수 만큼 조회
for(int i = 0; i < list.size(); i++) {
	String str = list.get(i);
    System.out.println(i + ":" + str);
}

// for - each문으로 순회
for(String str : list) {
	System.out.println(str);
}

// 0번 인덱스 객체 삭제
list.remove(0);

 

LinkedList란?

ArrayList와 배열은 모든 데이터가 연속적으로 존재하지만, LinkedList에는 불연속적으로 존재하며, 이 데이터는 서로 연결되어 있다. LinkedList 컬렉션은 데이터를 효율적으로 추가, 삭제, 변경하기 위해 사용한다.

LinkedList의 각 요소(node)들은 자신과 연결된 이전 및 다음 요소의 주소값과 데이터로 구성되어 있다.

 

LinkedList에서 데이터를 삭제하려면, 삭제하고자 하는 요소의 이전 요소가 삭제하고자 하는 요소의 다음 요소를 참조하도록 변경한다. 링크를 끊어주는 방식이다. 배열처럼 데이터를 이동하기 위해 복사할 필요가 없기 때문에 처리 속도가 훨씬 빠르다. 데이터를 추가할 때에도 마찬가지이다.

 

※ 위 그림의 Apple과 Orange사이에 Mango라는 데이터를 추가하는 상황

1. Mango 객체가 생성된다.
2. Apple의 Next에 Mango의 주소값이 저장된다. 이때, Mango의 Prev에 Apple의 주소값이 저장된다.
3. Mango의 Next에 Orange의 주소값이 저장된다. 이때, Orange의 Prev에 Mango의 주소값이 저장된다 

이처럼 LinkedList의 중간에 데이터를 추가하면 Next와 Prev에 저장되어 있는 주소값만 변경해주면 되므로, 각 요소들을 ArrayList처럼 뒤로 밀어내지 않아도 된다. 마찬가지로, 삭제한 경우에도 삭제한 데이터의 뒤에 위치하는 요소들을 앞으로 당기지 않아도 된다.

 

LinkedList 예제

// Linked List를 생성하여 list에 할당
ArrayList<String> list = new LinkedList<>();

// String 타입의 데이터를 LinkedList에 추가
list.add("Java");
list.add("egg");
list.add("tree");

// 저장된 총 객체 수 얻기
int size = list.size(); 

// 0번 인덱스의 객체 얻기
String skill = list.get(0);

// 저장된 총 객체 수 만큼 조회
for(int i = 0; i < list.size(); i++){
    String str = list.get(i);
    System.out.println(i + ":" + str);
}

// for-each문으로 순회
for (String str: list) {
    System.out.println(str);
}		

// 0번 인덱스 객체 삭제
list.remove(0);

 

ArrayList    VS   LinkedList

ArrayList는 다음과 같은 상황에 강점을 지닌다.

• 데이터를 순차적으로 추가하거나 삭제하는 경우
  • 순차적으로 추가한다는 것은 0번 인덱스에서부터 데이터를 추가하는 것을 의미한다.
  • 순차적으로 삭제한다는 것은 마지막 인덱스에서부터 데이터를 삭제하는 것을 의미한다.
• 데이터를 읽어들이는 경우
  • 인덱스를 통해 바로 데이터에 접근할 수 있으므로 검색이 빠르다.

다음과 같은 상황에서 효율적이지 못하다.

• 중간에 데이터를 추가하거나, 삭제하는 경우
  • 추가 또는 삭제 시, 해당 데이터의 뒤에 위치한 값들을 뒤로 밀어주거나 앞으로 당겨주어야 한다.

 

LinkedList는 다음과 같은 상황에 강점을 가진다.

• 중간에 위치하는 데이터를 추가하거나, 삭제하는 경우
  • 데이터를 중간에 추가, 삭제하는 경우 Prev와 Next의 주소값만 변경하면 되므로, 다른 요소들을 이동시킬 필요가 없다.

 

따라서 데이터를 중간에 추가, 삭제하는 경우, LinkedList는 ArrayList보다 빠른 속도를 보여준다.

데이터의 잦은 변경이 예상될 땐 LinkedList,  데이터의 개수가 변하지 않는다면 ArrayList를 사용하는 것이 좋다.