[JAVA] 자바 HashSet, TreeSet (Set 컬렉션 클래스)

1. Set 컬렉션 클래스의 특징

1) 요소의 저장순서를 유지하지 않느다.

2) 같은 요소이 중복저장을 허용하지 않느다. ( 즉, HashSet을 이용하면, 중복값을 쉽게 제거할 수 있다.)

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Set 컬렉션 클래스의 종류

1. HashSet<E>

2. TreeSet<E>

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2. HashSet<E> 클래스

- 가장 많이 사용하는 Set 클래스

- 해시 알고리즘을 사용하여 검색속도가 매우 빠름

- 내부적으로 HashMap 인스턴스를 이용하여 요소를 저장

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- 저장순서를 유지해야한다면 LinkedHashSet을 이용하여야 함

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HashSet 예제

HashSet<String> hs01 = new HashSet<String>();
HashSet<String> hs02 = new HashSet<String>();


// add() 메소드를 이용한 요소의 저장
hs01.add("홍길동");
hs01.add("이순신");

System.out.println(hs01.add("임꺽정"));
System.out.println(hs01.add("임꺽정")); // 중복된 요소의 저장

// Enhanced for 문과 get() 메소드를 이용한 요소의 출력
for (String e : hs01) {
    System.out.print(e + " ");
}

// add() 메소드를 이용한 요소의 저장
hs02.add("임꺽정");
hs02.add("홍길동");
hs02.add("이순신");

// iterator() 메소드를 이용한 요소의 출력
Iterator<String> iter02 = hs02.iterator();
while (iter02.hasNext()) {
    System.out.print(iter02.next() + " ");
}

// size() 메소드를 이용한 요소의 총 개수
System.out.println("집합의 크기 : " + hs02.size());

 

실행 결과

true

false

홍길동 이순신 임꺽정

홍길동 이순신 임꺽정

집합의 크기 : 3

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HashSet 출력방법

1. for in( Enhanced for 문)

2. iterator() 이용

-> 2가지 방법을 이용하여야 출력할 수 있다.

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3. 해시 알고리즘(hash algorithm)

- 해시 알고리즘이란 해시 함수를 사용하여 데이터를 해시 테이블에 저장하고, 그것을 다시 검색하는 알고리즘 이다.

- 자바에서 해시 알고리즘을 이용한 자료 구조는 위의 그림과 같이 배열과 연결 리스트로 구현됩니다.

- 저장할 데이터의 키값을 해시 함수에 넣어 반환되는 값으로 배열의 인덱스를 구합니다.

- 그리고서 해당 인덱스에 저장된 연결 리스트에 데이터를 저장하게 됩니다.

 

예를 들어, 정수형 데이터를 길이가 10인 배열에 저장한다고 한다면 1,000,002를 검색하는 방법은 다음과 같을 수 있습니다.

1,000,002를 10으로 나눈 나머지가 2이므로 배열의 세 번째 요소에 연결된 연결 리스트에서 검색을 시작합니다.

매우 간략화한 예제이지만 이렇게 해시 알고리즘을 이용하면 매우 빠르게 검색 작업을 수행할 수 있습니다.

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4. TreeSet<E> 클래스

- TreeSet 클래스는 데이터가 "정렬"된 상태로 저장되는 이진 검색 트리(binary search tree)의 형태로 요소를 저장합니다.

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- TreeSet 클래스는 Set 인터페이스를 구현하므로, 요소를 순서에 상관없이 저장하고 중복된 값은 저장하지 않습니다.

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TreeSet<Integer> ts = new TreeSet<Integer>();

// add() 메소드를 이용한 요소의 저장
ts.add(30);
ts.add(40);
ts.add(20);
ts.add(10);

// Enhanced for 문과 get() 메소드를 이용한 요소의 출력
for (int e : ts) {
    System.out.print(e + " ");
}

// remove() 메소드를 이용한 요소의 제거
ts.remove(40);

// iterator() 메소드를 이용한 요소의 출력
Iterator<Integer> iter = ts.iterator();
while (iter.hasNext()) {
    System.out.print(iter.next() + " ");
}
 
// size() 메소드를 이용한 요소의 총 개수
System.out.println("이진 검색 트리의 크기 : " + ts.size());
 
// subSet() 메소드를 이용한 부분 집합의 출력
① System.out.println(ts.subSet(10, 20));
② System.out.println(ts.subSet(10, true, 20, true));

실행 결과

10 20 30 40

10 20 30

이진 검색 트리의 크기 : 3

[10]

[10, 20]

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위의 예제처럼 TreeSet 인스턴스에 저장되는 요소들은 모두 정렬된 상태로 저장됩니다.

 

또한, 위의 예제에서 사용된 subSet() 메소드는 TreeSet 인스턴스에 저장되는 요소가 모두 정렬된 상태이기에 동작이 가능한 해당 트리의 부분 집합만을 보여주는 메소드입니다.

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subset(10,20) - 10<= result < 20

①번 라인에서 사용된 subSet() 메소드는 첫 번째 매개변수로 전달된 값에 해당하는 요소부터 시작하여 두 번째 매개변수로 전달된 값에 해당하는 요소의 바로 직전 요소까지를 반환합니다.

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subset(10,true,20true) - 10<= result <=20

②번 라인에서 사용된 subSet() 메소드는 두 번째와 네 번째 매개변수로 각각 첫 번째와 세 번째 매개변수로 전달된 값에 해당하는 요소를 포함할 것인지 아닌지를 명시할 수 있습니다.

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5.Set 인터페이스 메소드

- Set 인터페이스는 Collection 인터페이스를 상속받으므로,

Collection 인터페이스에서 정의한 메소드도 모두 사용할 수 있습니다.

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- Set 인터페이스에서 제공하는 주요 메소드는 다음과 같습니다.

메소드	설명
boolean add(E e)	해당 집합(set)에 전달된 요소를 추가함. (선택적 기능)
void clear()	해당 집합의 모든 요소를 제거함. (선택적 기능)
boolean contains(Object o)	해당 집합이 전달된 객체를 포함하고 있는지를 확인함.
boolean equals(Object o)	해당 집합과 전달된 객체가 같은지를 확인함.
boolean isEmpty()	해당 집합이 비어있는지를 확인함.
Iterator<E> iterator()	해당 집합의 반복자(iterator)를 반환함.
boolean remove(Object o)	해당 집합에서 전달된 객체를 제거함. (선택적 기능)
int size()	해당 집합의 요소의 총 개수를 반환함.
Object[] toArray()	해당 집합의 모든 요소를 Object 타입의 배열로 반환함.

 

6. HashSet 과 TreeSet의 차이점

- Set이란 순서가 없는 집합체이며, 중복을 허용하지 않느다.

- TreeSet은 HashSet과 다르게 그 값이 정렬되어 저장이 되지만, 그렇기 때문에 HashSet보다 속도가 느리다.