9강. 컬렉션 (Collection)

컬렉션

컬렉션 (Collection)

• 같은 성격을 띈 데이터의 모음을 담는 자료구조
  • 배열(System.Array 클래스)도 .NET 이 제공하는 다양한 컬렉션 자료구조의 일부
  • ICollection 인터페이스를 상속

• .NET 이 제공하는 주요 컬렉션 자료구조
  • ArrayList
  • Queue
  • Stack
  • Hashtable

 ArrayList 

ArrayList

배열과 같이 인덱스를 이용하여 요소에 접근 가능. 필요에 따라 동적으로 크기가 증가.

• 가장 배열과 닮은 컬렉션
  • 컬렉션의 요소에 접근할 때는 [ ] 연산자 이용
  • 특정 위치에 있는 요소에 데이터를 임의로 할당 가능
• 배열과 달리 필요에 따라 자동으로 용량이 늘어나거나 줄어듦 (용량을 미리 지정할 필요 없음)
• ArrayList 의 주요 메소드
  • Add() : 가장 마지막에 있는 요소 뒤에 새 요소를 추가
  • RemoveAt() : 특정 인덱스에 있는 요소를 제거
  • Insert() : 원하는 위치에 새요소를 삽입

ArrayList list = new ArrayList();
list.Add(10);
list.Add(20);
list.Add(30);

list.RemoveAt(1); // 20을 삭제

list.Insert(1, 25); // 25를 1번 인덱스에 삽입, 즉, 10과 30 사이에 25를 삽입

list[0] = 11;
Console.WriteLine(list[0]);	//11 출력

 

using System;
using System.Collections;

namespace UsingList
{
    class MainApp
    {
        static void Main(string[] args)
        {
            ArrayList list = new ArrayList();
            for (int i = 0; i < 5; i++)
                list.Add(i);

            foreach (object obj in list)
                Console.Write($"{obj} ");
            Console.WriteLine();

            list.RemoveAt(2);

            foreach (object obj in list)
                Console.Write($"{obj} ");
            Console.WriteLine();

            list.Insert(2, 2);	//2번 인덱스에 2 삽입

            foreach (object obj in list)
                Console.Write($"{obj} ");
            Console.WriteLine();

            list.Add("abc");
            list.Add("def");

            for (int i = 0; i < list.Count; i++)
                Console.Write($"{list[i]} ");
            Console.WriteLine();
        }
    }
}

ArrayList : 다양한 형식의 객체를 입력

• ArrayList 는 다양한 형식의 객체를 담을 수 있음
  • Add( ), Insert( ) 메소드는 object 형식의 매개변수 사용
  • 모든 데이터 형식을 object 형식의 매개변수로 입력 받는 것이 가능

public virtual int Add(object? value);
public virtual void Insert(int index, object? value);

• object 데이터 형식은 값 형식의 데이터를 처리하기 위해 박싱, 언박싱 수행
  • 박싱, 언박싱은 적지 않은 오버헤드를 요구하는 작업
  • C# 은 오버헤드를 줄이기 위해 일반화 컬렉션 제공

 Queue 

Queue

데이터를 차례대로 넣고 입력한 순서로 하나씩 처리 : CPU의 작업, 프린터의 여러 문서 출력, 스트리밍 서비스에서 콘텐츠 버퍼링

• Queue 는 대기열, 즉 기다리는(대기) 줄(열)이라는 뜻
• 입력은 오직 뒤에서, 출력은 앞에서만 이루어짐
• Queue 방식의 활용
  • OS에서 CPU가 처리해야 할 작업을 정리할 때
  • 프린터가 여러 문서를 처리할 때
• Queue 의 주요 메소드
  • Enqueue() : 가장 마지막에 있는 항목 뒤에 새 항목을 추가
  • Dequeue() : 제일 앞에 있던 항목이 출력

Queue que = new Queue();
que.Enqueue(1);
que.Enqueue(2);

int a = (int)que.Dequeue();
Console.WriteLine(a); // 출력 값: 1

 

using System;
using System.Collections;

namespace UsingQueue
{
    class MainApp
    {
        static void Main(string[] args)
        {
            Queue que = new Queue();
            que.Enqueue(1);
            que.Enqueue(2);
            que.Enqueue(3);
            que.Enqueue(4);
            que.Enqueue(5);

            while (que.Count > 0)
                Console.WriteLine(que.Dequeue());
        }
    }
}

 Stack 

Stack

• Queue 와 반대로 먼저 들어온 데이터가 나중에 출력 (First In – Last Out)
• 나중에 들어온 데이터는 먼저 출력 (Last In – First Out)
• Stack 의 주요 메소드
  • Push() : 데이터를 넣을 때, 데이터를 위에 쌓음
  • Pop() : 제일 위에 쌓여 있는 데이터를 꺼냄
• Pop()을 호출하여 데이터를 꺼내면, 그 데이터는 컬렉션에서 제거
  • 그 아래 있던 데이터가 가장 위로 올라옴

Stack stack = new Stack();
stack.Push(1); // 최상위 데이터는 1
stack.Push(2); // 최상위 데이터는 2
stack.Push(3); // 최상위 데이터는 3

int a = (int)stack.Pop(); // 최상위 데이터는 다시 2
Console.WriteLine(a); // 출력값: 3

 

using System;
using System.Collections;

namespace UsingStack
{
    class MainApp
    {
        static void Main(string[] args)
        {
            Stack stack = new Stack();
            stack.Push(1);  // 최상위 데이터는 1
            stack.Push(2);  // 최상위 데이터는 2
            stack.Push(3);  // 최상위 데이터는 3
            stack.Push(4);  // 최상위 데이터는 4
            stack.Push(5);  // 최상위 데이터는 5

            while (stack.Count > 0)
                Console.WriteLine(stack.Pop());
        }
    }
}

 Hashtable 

Hashtable

• 키(key)와 값(value)의 쌍으로 이루어진 데이터를 다룰 때 사용
  • 영어사전을 예로 들어, “book”을 키로, “책”을 값으로 입력
  • 탐색속도가 빠르고 사용하기 편리함
• 해싱 (Hashing)
  • 원하는 데이터를 찾을 때, 키를 이용해 단번에 데이터가 저장된 컬렉션 내 주소 계산
  • 어떤 형식이든 키로 사용할 수 있음 (예: int, float, string)
  • 배열에서 인덱스를 이용해 배열요소에 접근하는 것에 준하는 탐색속도를 가짐

Hashtable ht = new Hashtable();
ht["book"] = "책";
ht["cook"] = "요리사";
ht["tweet"] = "지저귀다";

Console.WriteLine(ht["book"]); // 출력값: 책
Console.WriteLine(ht["cook"]); // 출력값: 요리사
Console.WriteLine(ht["tweet"]); // 출력값: 지저귀다

배열과 비교한 장점 : 데이터를 저장할 요소의 위치로 키 사용, 키로 사용할 수 있는 데이터 형식에 제한이 없음.

키를 해싱해서 테이블 내의 주소를 계산

배열처럼 다루기 간편하고 탐색속도도 빠름.

using System;
using System.Collections;
using static System.Console;

namespace UsingHashtable
{
    class MainApp
    {
        static void Main(string[] args)
        {
            Hashtable ht = new Hashtable();
            ht["하나"] = "one";
            ht["둘"]   = "two";
            ht["셋"]   = "three";
            ht["넷"]   = "four";
            ht["다섯"] = "five";

            WriteLine( ht["하나"] ) ;
            WriteLine( ht["둘"]   );
            WriteLine( ht["셋"]   );
            WriteLine( ht["넷"]   );
            WriteLine( ht["다섯"] );
        }
    }
}

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컬렉션 초기화

컬렉션 초기화

• ArrayList, Queue, Stack은 배열을 이용해 초기화 가능
  • 컬렉션 생성자를 호출할 때 배열의 객체를 매개변수로 입력
  • 컬렉션 객체는 해당 배열을 바탕으로 내부 데이터를 채움

/*배열을 통한 초기화*/
int[] arr = { 123, 456, 789 };

ArrayList list = new ArrayList(arr);	// 123, 456, 789
Stack stack = new Stack(arr); 		// 789, 456, 123
Queue queue = new Queue(arr); 		// 123, 456, 789

• ArrayList 는 컬렉션 초기자를 이용해 초기화 가능
  • 컬렉션 초기자는 생성자를 호출할 때, 생성자 뒤에 { 와 } 사이에 컬렉션 요소의 목록을 입력하여 사용

/*배열의 도움 없이 직접 컬렉션 초기자로 초기화*/
ArrayList list2 = new ArrayList() { 11, 22, 33 };

• 딕셔너리 초기자를 이용한 초기화
  • Hashtable

Hashtable 초기화

• Hashtable 초기화를 위해 딕셔너리 초기자(Dictionary Initializer) 이용

Hashtable ht = new Hashtable()
{
    ["하나"] = 1,		// ;가 아니라 ,를 이용하여 항목을 구분함
    ["둘"] = 2,
    ["셋"] = 3
};

• Hashtable 초기화를 위해 컬렉션 초기자도 이용 가능

Hashtable ht2 = new Hashtable()
{
    { "하나",1},
    { "둘",2},
    { "셋",3}
};

 

using System;
using System.Collections;

namespace InitializingCollections
{
    class MainApp
    {
        static void Main(string[] args)
        {
            int[] arr = { 123, 456, 789 };

            ArrayList list = new ArrayList(arr);
            foreach (object item in list)
                Console.WriteLine($"ArrayList : {item}");
            Console.WriteLine();

            Stack stack = new Stack(arr);
            foreach (object item in stack)
                Console.WriteLine($"Stack : {item}");
            Console.WriteLine();

            Queue queue = new Queue(arr);
            foreach (object item in queue)
                Console.WriteLine($"Queue : {item}");
            Console.WriteLine();

            //컬렉션 초기자 사용
            ArrayList list2 = new ArrayList() { 11, 22, 33 };
            foreach (object item in list2)
                Console.WriteLine($"ArrayList2 : {item}");
            Console.WriteLine();
        }
    }
}