🚀 Java 중급 2편: 컬렉션 프레임워크 마스터

NOTE

자료구조를 “쓸 줄 아는 단계”에서 “언제·왜·무엇을 선택해야 하는지 설명할 수 있는 단계”로 가기 위한 정리 — 제네릭, List/Set/Map, Stack/Queue/Deque, 순회, 정렬, Enum 컬렉션, 불변 컬렉션.

📌 개념

1. 제네릭 (Generic)

🔑 핵심 목적

• 컴파일 타임 타입 안정성
• 형변환 제거
• 코드 재사용성 증가

List<String> list = new ArrayList<>();
// list.add(10); // 컴파일 에러 (안전)

🔸 와일드카드 (?) – PECS 원칙

PECS: Producer Extends, Consumer Super

표현	의미	사용 목적
<? extends T>	T 또는 자식	읽기 전용
<? super T>	T 또는 부모	쓰기 전용

void read(List<? extends Number> list) { } // get OK
void write(List<? super Integer> list) { } // add OK

⚠️ 타입 이레이저 (Type Erasure)

• 제네릭 정보는 컴파일 타임에만 존재
• 런타임에는 모두 Object
• 그래서 new T() 불가능, instanceof List<String> 불가능

2. List 계열

ArrayList vs LinkedList

항목	ArrayList	LinkedList
내부 구조	배열	이중 연결 리스트
조회(get)	⭐ O(1)	❌ O(n)
중간 삽입/삭제	❌ O(n)	⭐ O(1)
실무 사용	⭐⭐⭐⭐⭐	거의 안 씀

TIP

대부분의 경우 ArrayList가 정답. LinkedList는 이론용에 가깝다.

3. Set & Hash 구조

Set 공통 특징

• 중복 ❌
• 순서 ❌ (구현체에 따라 예외 있음)

hashCode + equals 핵심 원리

1. hashCode() → 같은 버킷
2. equals() → 진짜 같은 객체인지 확인

👉 둘 중 하나라도 잘못 구현하면 Set / Map 동작이 깨짐

Set 구현체 비교

구현체	특징
HashSet	가장 빠름 (O(1))
LinkedHashSet	입력 순서 유지
TreeSet	정렬 유지 (O(log n))

4. Map (중요 ⭐⭐⭐⭐⭐)

Map = Set + Value

• Key = Set 구조
• Value는 덤

Map 구현체 선택 기준

상황	추천
성능 최우선	HashMap
입력 순서 필요	LinkedHashMap
정렬 필요	TreeMap

⚠️ Map Key 주의사항

Key 객체는 반드시 hashCode(), equals()를 논리적으로 일관되게 구현해야 함

5. Stack & Queue & Deque

❌ Stack 클래스 쓰지 마세요

• 내부가 Vector (구시대 유물)
• 동기화 과도 → 성능 나쁨

✅ ArrayDeque 하나로 해결

용도	메서드
Stack	push(), pop()
Queue	offer(), poll()
Deque	offerFirst, offerLast

Deque<Integer> dq = new ArrayDeque<>();

TIP

Stack / Queue / Deque → ArrayDeque

6. 순회 (Iterable & Iterator) ⭐ 추가 중요

Iterator의 진짜 의미

자료구조 내부를 몰라도 순회 가능하게 만드는 표준 인터페이스

Iterator<Integer> it = list.iterator();
while (it.hasNext()) {
    System.out.println(it.next());
}

for-each의 정체

for (int x : list) { }
// ↓ 내부적으로 Iterator 사용

⚠️ Fail-Fast Iterator

• 순회 중 컬렉션 구조 변경 시 ConcurrentModificationException
• Iterator.remove()만 허용

7. 정렬 (Comparable & Comparator)

Comparable (자기 자신 기준)

class Student implements Comparable<Student> {
    public int compareTo(Student o) {
        return this.score - o.score;
    }
}

Comparator (외부 기준)

Comparator<Student> comp =
    Comparator.comparing(Student::getScore)
              .thenComparing(Student::getName);

🛠 실무 핵심: 다중 조건 정렬 (람다 버전)

students.sort(
    Comparator.comparing(Student::getScore).reversed()
              .thenComparing(Student::getName)
);

TIP

면접 포인트: if 비교보다 Comparator 체이닝이 훨씬 가독성 + 안정성 높음

8. Collections 유틸리티 클래스 ⭐ 추가

Collections.sort(list);
Collections.reverse(list);
Collections.shuffle(list);
Collections.max(list);
Collections.min(list);

⚠️ Collections ≠ Collection

• Collection : 인터페이스
• Collections : 유틸 클래스

9. Enum 전용 컬렉션 ⭐ 실무 꿀팁

EnumSet

• 내부가 비트 연산
• HashSet보다 훨씬 빠름

EnumSet<Day> days = EnumSet.of(MON, TUE);

EnumMap

• Key가 Enum일 때 최적

EnumMap<Day, String> map = new EnumMap<>(Day.class);

10. 불변 컬렉션 (Java 9+) ⭐ 추가

List.of(1,2,3);
Set.of("A","B");
Map.of("a",1,"b",2);

• 수정 시 UnsupportedOperationException
• 방어적 복사 대체 가능

🎯 마무리 요약 (진짜 중요)

컬렉션을 잘 안다는 것은 자료구조를 외운다는 뜻이 아니라

• ✔ 데이터 특성에 맞는 선택
• ✔ 성능/순서/중복 판단
• ✔ 내부 원리(hash, iterator, 정렬)를 설명 가능

이라는 뜻이다.

관련 문서

• (학습/프레임워크/Spring Framework) JAVA 정리 — 이 컬렉션 프레임워크 노트를 Java 중급 2편 요약으로 압축해 담은 통합 정리 노트