[Java-기초] Map 인터페이스

▶ Map 인터페이스

Map 인터페이스는 자료를 쌍으로 관리하는 데 필요한 메서드가 정의되어 있다.

Key-value 쌍으로 이루어진 객체의 key 값은 유일하며 value 값은 중복될 수 있다.

Map 인터페이스를 구현한 클래스는 내부적으로 해시 알고리즘에 의해 구현되어 있다.

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*HashMap 클래스

HashMap은 Map 인터페이스를 구현한 클래스 중 가장 많이 사용한다.

HashMap에서 자료를 관리하는 방식은 '해시 방식'이다.

해시 방식의 자료를 저장하는 공간을 '해시 테이블'이라 한다.

key 값이 정해지면 그에 대응하는 해시 테이블의 저장 위치가 정해지는데 이런 위치를 계산하는 함수가 '해시 함수'이다.

자료 추가 속도나 검색 속도가 상당히 빠르다는 장점이 있다.

서로 다른 key 값에 같은 index(저장 위치)가 반환되는 충돌이 발생하는 경우가 있다. 따라서 해시 테이블에 데이터를 꽉 채우지 않고 적정 수준이 되면 테이블을 확장해 충돌 발생 확률을 낮춘다.

또한, Map 인터페이스에서 사용하는 key 값은 중복될 수 없으므로 equals( ) 메서드와 hashcode( ) 메서드를 재정의하여 사용하는 것이 좋다.

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★ key 값은 중복될 수 없고 value 값은 중복될 수 있다.

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*HashMap을 활용해 회원 관리 프로그램 구현하기

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MemberHashMap.java

package map.hashmap;

import java.util.HashMap;
import java.util.Iterator;

import collection.Member;

public class MemberHashMap {
	private HashMap<Integer, Member> hashMap;

	public MemberHashMap() {
		hashMap = new HashMap<Integer, Member>();
	}

	public void addMember(Member member) {          // key-value 쌍으로 추가
		hashMap.put(member.getMemberID(), member);  // HashMap에 회원을 추가하는 메서드
	}

	public boolean removeMember(int memberID) {  // HashMap에서 회원을 삭제하는 메서드
		if (hashMap.containsKey(memberID)) {     // HashMap에 매개변수로 받은 키 값인 회원 아이디가 있다면
			hashMap.remove(memberID);            // 해당 회원 삭제
			return true;
		}
		System.out.println(memberID + "가 존재하지 않습니다.");
		return false;
	}

	public void showAllMember() {  // Iterator를 사용해 전체 회원을 출력하는 메서드
		Iterator<Integer> ir = hashMap.keySet().iterator();
		while (ir.hasNext()) {                  // 다음 key가 있으면
			int key = ir.next();                // key 값을 가져와서
			Member member = hashMap.get(key);   // key로부터 value 가져오기
			System.out.println(member);
		}
		System.out.println();
	}
}

 

 

MemberHashMapTest.java

package map.hashmap;

import collection.Member;

public class MemberHashMapTest {
	public static void main(String[] args) {
		MemberHashMap memberHashMap = new MemberHashMap();

		Member memberLee = new Member(1001, "이지원");
		Member memberSon = new Member(1002, "손민국");
		Member memberPark = new Member(1003, "박서훤");
		Member memberHong = new Member(1004, "홍길동");

		memberHashMap.addMember(memberLee);
		memberHashMap.addMember(memberSon);
		memberHashMap.addMember(memberPark);
		memberHashMap.addMember(memberHong);

		memberHashMap.showAllMember();

		memberHashMap.removeMember(1004);  // 회원 아이디(key 값)가 1004인 회원 삭제
		memberHashMap.showAllMember();
	}
}

<실행 결과>

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*TreeMap 클래스

Map 인터페이스를 구현한 클래스 중 key 값으로 자료를 정렬하려면 TreeMap을 사용할 수 있다.

TreeMap은 TreeSet과 마찬가지로 이진 검색 트리로 구현되었다.

key 값으로 정렬하므로 key 값에 해당하는 클래스에 Comparable이나 Comparator 인터페이스를 구현해야 한다.

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MemberTreeMap.java

package map.treemap;

import java.util.Iterator;
import java.util.TreeMap;

import collection.Member;

public class MemberTreeMap {
	private TreeMap<Integer, Member> treeMap;

	public MemberTreeMap() {
		treeMap = new TreeMap<Integer, Member>();
	}

	public void addMember(Member member) {
		treeMap.put(member.getMemberID(), member);  // key-value 쌍으로 추가
	}

	public boolean removeMember(int memberID) {
		if (treeMap.containsKey(memberID)) {
			treeMap.remove(memberID);  // key 값에 맞는 자료 삭제
			return true;
		}
		System.out.println(memberID + "가 존재하지 않습니다.");
		return false;
	}

	public void showAllMember() {
		Iterator<Integer> ir = treeMap.keySet().iterator();
		while (ir.hasNext()) {
			int key = ir.next();
			Member member = treeMap.get(key);
			System.out.println(member);
		}
		System.out.println();
	}
}

-키 값을 keySet( ) 함수를 통해 뽑아 Iterator를 이용하여 저장된 값을 뽑아 쓸 수 있다.

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MemberTreeMapTest.java

package map.treemap;

import collection.Member;

public class MemberTreeMapTest {
	public static void main(String[] args) {
		MemberTreeMap memberTreeMap = new MemberTreeMap();

		Member memberPark = new Member(1003, "박서훤");
		Member memberLee = new Member(1001, "이지원");
		Member memberHong = new Member(1004, "홍길동");
		Member memberSon = new Member(1002, "손민국");  // 회원 아이디 순서와 상관없이 회원 추가

		memberTreeMap.addMember(memberPark);
		memberTreeMap.addMember(memberLee);
		memberTreeMap.addMember(memberHong);
		memberTreeMap.addMember(memberSon);

		memberTreeMap.showAllMember();

		memberTreeMap.removeMember(1004);  // 회원 아이디(key 값)가 1004인 회원 삭제
		memberTreeMap.showAllMember();
	}
}

<실행 결과>

 

 

 

연습문제 Q5) StudentTest의 출력 결과가 다음처럼 나오도록 Student 클래스를 구현해보라.

조건. 100:송중기 가 출력되지않게 할 것

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1. studentID 를 int 형으로 하기

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Student.java

package test;

public class Student {
	private String studentID;
	private String studentName;

	public Student(String studentID, String studentName) {
		this.studentID = studentID;
		this.studentName = studentName;
	}
	
	public int hashCode() {
		return studentID;
	}
	
	public String toString() {
		return studentID + ":" + studentName;
	}
	
	public boolean equals(Object obj) {
		if (obj instanceof Student) {
			Student student = (Student) obj;
			if (this.studentID == student.studentID)
				return true;
			else
				return false;
		}
		return false;
	}
}

 

 

StudentTest.java

package test;

import java.util.HashSet;

public class StudentTest {
	public static void main(String[] args) {
		HashSet<Student> set = new HashSet<Student>();

		set.add(new Student("100", "홍길동"));
		set.add(new Student("200", "강감찬"));
		set.add(new Student("300", "이순신"));
		set.add(new Student("400", "정약용"));
		set.add(new Student("100", "송중기"));

		System.out.println(set);
	}
}

​<실행 결과>

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2. studentID를 String형으로 하기

​​

Student.java

package test;

public class Student {
	private String studentID;
	private String studentName;

	public Student(String studentID, String studentName) {
		this.studentID = studentID;
		this.studentName = studentName;
	}
	
	public int hashCode() {
		return Integer.parseInt(studentID);
	}
	
	public String toString() {
		return studentID + ":" + studentName;
	}
	
	public boolean equals(Object obj) {
		if (obj instanceof Student) {
			Student student = (Student) obj;
			if (this.studentID.equals(student.studentID))
				return true;
			else
				return false;
		}
		return false;
	}
}

 

 

StudentTest.java

package test;

import java.util.HashSet;

public class StudentTest {
	public static void main(String[] args) {
		HashSet<Student> set = new HashSet<Student>();

		set.add(new Student("100", "홍길동"));
		set.add(new Student("200", "강감찬"));
		set.add(new Student("300", "이순신"));
		set.add(new Student("400", "정약용"));
		set.add(new Student("100", "송중기"));

		System.out.println(set);
	}
}

<실행 결과>

 

 

 

연습문제 Q6) 다음 코드에서 CarTest의 테스트 결과가 true, true, false가 되도록 HashMap을 사용하여 CarFactory 클래스를 구현해 보라.

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아래의 CarTest 클래스를 토대로 작성..

package test;

public class CarTest {
	public static void main(String[] args) {
		CarFactory factory = CarFactory.getInstance();
		Car sonata1 = factory.createCar("연수 차");
		Car sonata2 = factory.createCar("연수 차");
		System.out.println(sonata1 == sonata2); // true

		Car avante1 = factory.createCar("승연 차");
		Car avante2 = factory.createCar("승연 차");
		System.out.println(avante1 == avante2); // true

		System.out.println(sonata1 == avante1); // false
	}
}

 

 

<내가 한 것>

package test;

import java.util.HashMap;

public class CarFactory {
	private HashMap<String, Car> hashMap = new HashMap<>();
	private static CarFactory instance = new CarFactory();    // 싱글톤

    public CarFactory() {
        hashMap = new HashMap<String, Car>();
    }

	public Car createCar(String name) {
		if (hashMap.containsKey(key))        // hashMap에 매개변수로 받은 키 값이 있다면
			return hashMap.get(name);        // 이름 가져오기
	    }
        return false;
    }

	public static CarFactory getInstance() {
		return instance;
	}
}

-어렵다.. 센세도 아직 우리레벨에선 어려운 문제라고하셨음....

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<선생님이 한 것>

package test;

import java.util.HashMap;

public class CarFactory {
	private HashMap<String, Car> hashMap = new HashMap<String, Car>();
	private static CarFactory carFactory;    // 싱글톤

	public Car createCar(String key) {
		Car car = null;
		if (!hashMap.containsKey(key))       // hashMap에 매개변수로 받은 키 값이 있다면
			hashMap.put(key, new Car(key));  // 키 값 집어넣기
		car = hashMap.get(key);              // 키 값 가져오기
		return car;
	}

	public static CarFactory getInstance() { // 싱글톤
		if (carFactory == null)              // carFactory가 null값이면
			carFactory = new CarFactory();   // 인스턴스 생성?
		return carFactory;
	}
}

-접근제한자인 private은 객체 외부에서의 접근을 막는다.

이렇게 객체 생성이 불가능하게 만드는 경우는 대게 인스턴스화가 불필요할 경우이다.

하지만 이와 같이 인스턴스화 없이 객체의 멤버 변수나 멤버 함수를 사용하기 위해서는 반드시 해당 변수 또는 함수가 static 영역에 있어야한다.

(static 변수는 메모리 영역에 하나만 할당되므로 인스턴스가 여러개 생성되어도 하나의 변수를 공유한다.)

이러한 private와 static의 특성을 이용하여 다양한 방식으로 singleton 패턴를 구현 할 수 있다.