[Java] Collection Framework - List Interface

List Interface

• 중복을 허용하면서, 저장순서가 유지되는 컬렉션을 구현하는데 사용됩니다.
• 배열과 마찬가지로 index를 통해 요소에 접근할 수 있습니다.
• 배열과 달리 리스트는 자료형 크기가 고정되지 않고 동적으로 늘어났다 줄어들었다 할 수 있는 가변적인 요소가 있습니다.
• 요소 사이에 빈 공간을 허용하지 않기 때문에 삽입/삭제시 배열 이동이 일어납니다.

 

Method of List Interface

메소드	기능
void add(int index, Object element) boolean addAll(int index, Collection c)	지정된 index에 객체, 컬렉션 추가
Object remove(int index)	지정된 index의 객체 삭제 후 해당 객체 리턴
Object get(int index)	지정된 index의 객체 리턴
Object set(int index, Object element)	지정된 index에 객체 저장
int indexOf(Object o)	지정된 객체의 index 리턴 (->)
int lastIndexOf(Object o)	지정된 객체의 index 리턴 (<-)
List subList(int fromIndex, int toIndex)	fromIndex ~ toIndex의 객체를 리턴
ListIterator listIterator() ListIterator listIterator(int index)	List의 객체에 접근할 수 있는 ListIterator를 리턴
void sort(Comparator c)	지정된 비교자로 List를 정렬

 

List 인터페이스의 구현체로는 ArrayList, LinkedList, Stack, Vector 클래스가 있습니다.

순차적으로 하나씩 알아봅시다.

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1. ArrayList class Implements List

계층 구조

• ArrayList 클래스는 배열을 이용해 만든 리스트로, 요소의 중복을 허용하고, 저장 순서가 유지된다는 특징이 있습니다.
  • ArrayList는 기존의 Vector를 개선한 것으로 Vector와 구현 원리와 기능적인 측면이 동일하지만, Vector는 기존 소스와의 호환을 위해 남겨둔것이라, 가능하면 Vector를 사용하기보다 ArrayList를 사용합시다.
• 객체가 추가되면 size가 늘어나고, 삭제되면 size가 줄어드는 가변성을 지닙니다.
• 장점 : 단방향 포인터 구조이기 때문에 자료에 대한 조회(get())는 빠른 편(O(1))이라 볼 수 있습니다. 
• 단점 : 삽입/삭제 시 배열의 이동이 일어나므로 느립니다. (순차적인 삽입/삭제의 경우에는 O(1))
  • 삽입/삭제 위치로 이동하는데 걸리는 시간 O(N) + 삭제 O(1) + 배열 이동이 필요한 경우 추가시간 발생 = O(N) + a

 

public class ArrayListTest {
    public static void main(String[] args) {
        List<Integer> l = new ArrayList<>(); // 선언

        l.add(1); // 추가
        l.add(2); // 추가
        l.add(3); // 추가
        l.add(9); // 추가
        l.add(9); // 추가
    
        l.set(0, 3); // 0번째 인덱스에 값 3으로 변경
        l.remove(4); // 인덱스로 제거
        l.remove(Integer.valueOf(3)); // 컬렉션 내부를 순차적으로 조회하여 동등(값이 동일)한 객체가 존재하면 하나 제거

        int size = l.size(); // 크기

        Integer getFirst = l.get(0);// 0번째 인덱스의 객체 리턴
        
        boolean contains = l.contains(9); // 요소의 존재 여부
        int i = l.indexOf(9); // 요소의 인덱스 리턴 (없으면 -1리턴)


        Iterator<Integer> iterator = l.iterator(); // 이터레이터
        while (iterator.hasNext()) { // 이터레이터 순회
            System.out.println(iterator.next()); // 이터레이터 출력
        }
    }
}

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2. LinkedList class Implements List

• LinkedList는 객체를 연결하여 리스트처럼 만들 컬렉션입니다. (배열이 아님)
• 데이터의 중간 삽입, 삭제가 빈번한 경우 빠른 성능을 보장합니다.
  • 삽입/삭제 위치에 따라 그 위치까지 이동하는 시간 O(N) + 포인터의 이동 O(1) = O(N) 
• 단점 : 임의의 요소에 대한 접근 성능은 좋지 않은 편입니다. ( 인덱스를 이용한 get() search가 불가능하기 때문에 순차적으로 찾아야 하므로 O(N) )
• 양방향 포인터 구조로 본인을 가리키는 객체와 본인이 가리키는 객체를 참조하는 형태
• 스택, 큐, 트리 등의 자료구조의 근간이 되는 자료구조

public class LinkedListTest {
    public static void main(String[] args) {
        List<String> ll = new LinkedList<>(Arrays.asList("1st", "second", "third")); // 선언 및 초기화
        List<String> ll2 = new LinkedList<>(); // 선언

        // 추가
        ll.add("fourth");
        ll.add("fifth");

        // 변경
        ll.set(0, "first");

        // 삭제
        ((LinkedList<String>) ll).removeFirst(); // 첫번째 요소 삭제 (업캐스팅 to LinkedList)
        ((LinkedList<String>) ll).removeLast(); // 마지막 요소 삭제 (업캐스팅 to LinkedList)
//        ll.remove(2); // 인덱스로 삭제

        // 크기
        int size = ll.size(); // 컬렉션 크기

        // 검색
        String s = ll.get(0);// 인덱스로 검색
        String first = ((LinkedList<String>) ll).getFirst(); // 첫번째 요소 리턴 (업캐스팅 to LinkedList)
        String last = ((LinkedList<String>) ll).getLast(); // 마지막 요소 리턴 (업캐스팅 to LinkedList)


        // 이터레이터
        Iterator<String> iterator = ll.iterator();
        while (iterator.hasNext()) {
            System.out.println(iterator.next());
        }

    }
}

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3. Vector class Implements List

• ArrayList의 구형 버전으로 내부 구성이 거의 동일합니다.
• 메소드가 동기화되어 있어 멀티 스레드 프로그래밍에서 안전하다는 장점이 있습니다.
• 쓰일 일이 거의 없는 편

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4. Stack class Implements List

 

• LIFO(Last-In First-Out) 구조의 자료구조입니다.
• 마지막에 들어온 원소가 먼저 나간다는 특징이 있습니다.
• push(삽입) pop(제거)로만 삽입/삭제가 가능 
• Vector class를 상속하므로 잘 쓰지 않고, Queue interface의 ArrayDeque를 사용하는 편

public class StackTest {
    public static void main(String[] args) {
        Stack<String> s = new Stack<>();

        // 삽입
        s.push("FIRST");
        s.push("SECOND");
        s.push("THIRD");

        System.out.println(s.peek()); // THIRD

        s.pop(); // 제거

        Iterator<String> iterator = s.iterator();
        while (iterator.hasNext()) {
            System.out.println(iterator.next());
        }
    }
}

 

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<참고 자료>

 

Java List Interface

 

[Java] 자바 LinkedList 사용법 & 예제 총정리

 

🧱 Java Collections Framework 종류 💯 총정리

 

🧱 ArrayList vs LinkedList 특징 & 성능 비교

[JAVA] LinkedList의 개념 및 사용법