Forever Learning!
If there is any mis-information please send message.

4 분 소요

자료 구조 목차

  • Data-Structure
    • Linear
      • Static
        • Array
      • Dynamic
        • Linked List
        • Stack
        • Queue
    • Non Linear
      • Tree
      • Graph

지난번 포스팅에서 자료 구조의 전체적인 것에 대해서 간략하게 살펴보았다. 이제부터는 최하위 레벨에 있는 자료 구조에 대해서 하나씩 알아보자

배열(Array)

자바에서의 배열은 같은 타입의 변수들을 공통된 이름으로 묶어서 저장하는 것을 뜻한다.
C/C++에서의 배열은 자바와 다르게 작동한다.

배열

자바 배열의 특징
  • 자바의 모든 배열의 주소가 동적으로 할당된다.
  • 자바의 Array는 객체임으로 객체의 메소드인 length를 사용해서 배열의 길이를 알아낼 수 있다. C/C++은 sizeof를 사용
  • 자바의 배열 선언은 다른 변수 선언과 동일하며 데이터 타입 이후에 []를 붙여준다.
  • 배열 안의 변수들은 순서대로 들어가있으며 각각 인덱스가 부여된다. 해당 인덱스는 0부터 시작한다.
  • 자바 배열은 정적 필드(static field), 지역 변수(local variable) 또는 메서드 매개변수(method parameter)로도 사용할 수 있다.
  • 배열의 사이즈는 int형과 동일 또는 작은 값을 갖고 있는 정수 타입(char, byte, short)으로 선언할 수 있으며 long 타입으로는 할 수 없다(length의 리턴값이 int형이기에 2^31보다 작은 값을 허용하는 타입만 넣을 수 있다).
  • 배열 타입의 슈퍼클래스는 Object이다(IntelliJ 사용시 java.lang.reflect안에 있는 Array을 열은 후에 ctrl + alt + h를 누르면 관계를 볼 수 있다).
  • 모든 배열 타입은 Cloneable과 java.io.Serializable의 인터페이스를 상속받는다(정확히는 implement).

배열은 기본형(char, int, etc.) 또는 객체 참조형을 담을 수 있으며 선언 시에 정의를 같이하면 된다.
기본형 데이터 타입의 실제 값은 contiguous memory locations에 저장된다. 참조형 데이터 타입의 실제 객체는 heap segment에 저장이 된다.

배열 선언 방법

int intArray[];
String[] stringArray;
MyArray[] myArray;

위와 같이 타입 변수명[] 또는 타입[] 변수명으로 선언할 수 있다.

배열 객체 생성

int intArray[];
intArray = new int[5];

short arrLength = 5;  // char, byte, short, int타입만 가능
String[] stringArray = new String[arrLength];

short[] shortArray = (short[]) Array.newInstance(short.class, 4);  // 이 방법은 추천 안함. 그냥 있길래 써봄

배열 선언 이후 초기화를 할 수도 있고 선언과 동시에 객체 생성을 할 수도 있다.
위와 같이 다양하게 생성할 수 있지만 타입[] 변수명 = new 타입[길이]를 사용하는 것을 추천한다.

배열 객체 생성과 동시에 배열에 리터럴 값 넣기

int[] intArray = new int[]{1, 2, 3, 4, 5};
String[] stringArray = {"This", "is", "a", "word"};  // 주로 이걸 쓴다.

배열 객체 생성과 동시에 리터럴 값을 선언할 시에는 길이를 따로 넣어줄 필요가 없다. 넣은 리터럴 갯수가 해당 배열의 길이가 된다.
*혹여나 엄청나게 옛날 자바 버전을 사용한다면 2번째 방법이 안될 수도 있다.

배열 객체 생성 이후 리터럴 값 넣기

int[] intArray = new int[5];
intArray[0] = 10;
intArray[3] = 20;  // 인덱스 순서대로 리터럴을 넣을 필요는 없지만 이렇게 띄우고 넣을 시 문제가 발생가능하기도 하고 대부분은 for문을 통해서 리터럴을 대입한다.
// intarray[5] = 50;  // 에러. 배열의 인덱스는 0부터 시작함으로 길이가 5일 경우 인덱스는 0~4까지만 사용 가능.

위에 언급했던 것과 같이 항상 배열의 길이와 인덱스에 대해 신경쓰자. 그리고 대부분의 배열은 순차적으로 집어넣는 데이터들이 많기에 반복문과 같이 사용하는 경우가 많다.

다차원 배열

지금까지는 1차원적인 배열만 생성했지만 배열안에 배열을 또 넣을 수가 있다. 선언 방식은 1차원과 비슷함으로 배열 선언, 배열 생성 그리고 리터럴값 대입까지 한번에 적겠다.

int[][] intTwoDimensionArray;
intTwoDimensionArray = new int[3][3];  // 3개의 길이를 갖고 있는 배열 3개를 생성.

int[][][] intThreeDimensionArray = { { {1, 2, 3}, {4, 5, 6} }, { {7, 8, 9}, {10, 11, 12} }, { {13, 14, 15} } };  // 생성과 동시에 리터럴값 대입

딥러닝이나 알고리즘을 깊게 공부하시는 분이 아닌이상 2차원 배열, 최대는 3차원 배열정도까지만 사용할 것이다. 대부분은 1차 배열로 해결될 것이다.
* 만들 일은 없겠지만 최대 255차원까지 만들 수 있다.

1차원 및 다차원 배열 생성부터 출력

public class ArraySample1 {
    public static void main(String[] args) {
        System.out.println("-----intOneDimensionArray Start-----");
        String[] stringOneDimensionArray = {"1", "2", "3"};  // 객체 생성 및 값 대입
        for (int i=0; i<stringOneDimensionArray.length; i++) {
            System.out.print(stringOneDimensionArray[i] + "\t");
        }
        System.out.println();
        System.out.println("-----intOneDimensionArray Finish-----\n");
  
        System.out.println("-----intTwoDimensionArray Insert Start-----");
        String[][] stringTwoDimensionArray = new String[3][3];
        for (int i=0; i<stringTwoDimensionArray.length; i++) {
            for (int j=0; j< stringTwoDimensionArray[i].length; j++) {
                stringTwoDimensionArray[i][j] = ""+i+j;
            }
        }
        System.out.println("-----intTwoDimensionArray Insert End-----\n");
  
        System.out.println("-----intTwoDimensionArray Print Start-----");
        for (int i=0; i< stringTwoDimensionArray.length; i++) {
            for (int j=0; j<stringTwoDimensionArray[i].length; j++) {
                System.out.print(stringTwoDimensionArray[i][j] + "\t");
            }
            System.out.println();
        }
        System.out.println("-----intTwoDimensionArray Print End-----\n");
  
        System.out.println("-----intThreeDimensionArray Insert Start-----");
        String[][][] stringThreeDimensionArray = new String[5][4][3];
        for (int x=0; x<stringThreeDimensionArray.length; x++) {
            for (int y=0; y<stringThreeDimensionArray[x].length; y++) {
                for (int z=0; z<stringThreeDimensionArray[x][y].length; z++) {
                    stringThreeDimensionArray[x][y][z] = ""+x+y+z;
                }
            }
        }
        System.out.println("-----intThreeDimensionArray Insert End-----\n");
  
        System.out.println("-----intThreeDimensionArray Print Start-----");
        for (int x=0; x<stringThreeDimensionArray.length; x++) {
            for (int y=0; y<stringThreeDimensionArray[x].length; y++) {
                for (int z=0; z<stringThreeDimensionArray[x][y].length; z++) {
                    System.out.print(stringThreeDimensionArray[x][y][z] + "\t");
                }
                System.out.println();
            }
            System.out.println();
        }
        System.out.println("-----intThreeDimensionArray Print End-----");
    }  //main
}

1차원 배열

one-dimensional-array

다차원 배열

multi-dimensional-array

배열을 위한 Object 메서드(class Objects for Arrays)

public class ArraySample2 {
    public static void main(String[] args) {
        int intArray[] = new int[3];
        byte byteArray[] = new byte[3];
        short shortArray[] = new short[3];
        String[] strArray = new String[3];

        System.out.println("intArray.getClass() = " + intArray.getClass());
        System.out.println("byteArray.getClass() = " + byteArray.getClass());
        System.out.println("shortArray.getClass() = " + shortArray.getClass());
        System.out.println("strArray.getClass() = " + strArray.getClass());
        System.out.println("strArray.getClass().getSuperclass() = " + strArray.getClass().getSuperclass());
    }
}

배열 복사(Cloning of arrays)

public class ArraySample3 {
    public static void main(String[] args) {
        int originalArray[] = {1, 2, 3};
        int cloneArray[] = originalArray.clone();
        System.out.println("originalArray == cloneArray : " + (originalArray==cloneArray));
        for (int i=0; i<cloneArray.length; i++) {
            System.out.print(cloneArray[i] + "\t");
        }
        System.out.println();
    }
}

복사를 했다면 같은 참조변수를 볼줄 알았지만 아니다. 새로운 객체를 생성하게 된다.
하지만 다차원일 경우에는 조금 다르다.

one-dimensional-clone-array

다차원 배열 복사

public class ArraySample4 {
    public static void main(String[] args) {
        int originalArray[][] = { {1, 2, 3}, {4, 5, 6} };
        int cloneArray[][] = originalArray.clone();
        System.out.println("originalArray == cloneArray : " + (originalArray == cloneArray));
        System.out.println("originalArray[0] == cloneArray[0] : " + (originalArray[0] == cloneArray[0]));
        System.out.println("originalArray[1] == cloneArray[1] : " + (originalArray[1] == cloneArray[1]));
    }
}

결과가 신기하게도 ‘originalArray’의 참조를 따라가지는 않지만 그 하위에 있는 배열들은 같은 곳을 참조한다.

multi-dimensional-clone-array

적다보니 많이 길어졌다. 이렇게까지 적을 생각은 없었지만…
물론 이런 속성을 다 외울 필요는 없다고 생각한다. 다만 배열과 for문 또는 while문으로 무언가를 만들어보길 바란다. 익숙해지면 할 수 있는 것도 많아지고 재미도 있다.

Reference

참고