HashMap

Collection Framework

데이터 군을 저장하는 클래스들을 표준화한 설계

컬렉션 Collection : 다수의 데이터. 데이터 그룹

프레임웍 Framework : 표준화된 프로그래밍 방식.

Java.util.HashMap Class

Map을 구현한 컬렉션 클래스.

키와 값을 하나의 데이터(Entry)로 저장한다.

해싱을 사용하기 때문에 많은 양의 데이터를 빠르게 검색할 수 있다.

Hashtable(컬렉션 프레임웍 이전 클래스) → HashMap(컬렉션 프레임웍 이후 클래스. Hashtable 대체)

키와 값

키와 값을 모두 Object 형태로 저장하기 때문에 어떤 객체도 저장할 수 있다.

따라서 하나의 키에 다시 복수의 데이터를 저장할 수 있다. (HashMap의 값으로 HashMap을 저장)

키는 주로 String을 대문자/소문자로 통일해서 사용하곤 한다.

• 키 key : 저장된 값을 찾는 데 사용한다. 컬렉션 내의 키 중에서 유일해야 한다.

• 값 value : 키와 달리 데이터의 중복을 허용한다.

데이터의 무결성 Consistency

키와 값은 서로 관련된 값이기 때문에 각각의 배열로 선언하지 않고 하나의 클래스로 정의해서 하나의 배열로 다룬다.

Entry라는 내부 클래스를 정의하고, 다시 Entry 타입의 배열을 선언하고 있다.

public class HashMap<K,V> extends AbstractMap<K,V> implements Map<K,V>, Cloneable, Serializable {

    transient HashMapEntry<K,V>[] table = (HashMapEntry<K,V>[]) EMPTY_TABLE;
    ...

    static class HashMapEntry<K,V> implements Map.Entry<K,V> {
        final K key;
        V value;
        ...
    }
}

• 비객체지향적인 코드

Object[] key;
Object[] value;

• 객체지향적인 코드

Entry[] table;
class Entry{
    Object key;
    Object value;
}

자료 구조

저장할 데이터의 키를 해시함수에 넣으면 배열의 한 요소를 얻게 되고, 다시 그 곳에 연결되어 있는 LinkedList에 저장하게 된다.

	Hash Table	LinkedList
key[0]	HashCode[0]	value
…
key[n-1]	HashCode[n-1]	value,value
key[n]	HashCode[n]	value

1. 검색하고자 하는 값의 키로 해시함수를 호출한다.

2. 해시함수의 계산 결과인 해시코드를 이용해서 해당 값이 저장되어 있는 LinkedList를 찾는다.

3. LinkedList에서 검색한 키와 일치하는 데이터를 찾는다.

구현

하나의 LinkedList에 최소한의 데이터만 저장하도록 구현해야 한다.

• 저장될 데이터의 크기를 고려해서 HashMap의 크기를 적절히 지정한다.

• 해시 함수가 서로 다른 키에 대해서 중복된 해시코드를 반환하는 것을 최소화 한다.

Public constructors

생성자	설명
HashMap(int initialCapacity, float loadFactor)	지정된 초기 용량과 load factor의 HashMap 객체 생성
HashMap(int initialCapacity)	지정된 값을 초기 용량으로 하는 HashMap 객체 생성
HashMap()	HashMap 객체 생성
HashMap(Map<? extends K, ? extends V> m)	지정된 Map의 모든 요소를 포함하는 HashMap 생성

Public methods

반환타입	이름	설명
void	clear()	HashMap에 저장된 모든 객체 제거
Object	clone()	현재 HashMap을 복제해서 반환
boolean	containsKey(Object key)	HashMap에 지정된 키가 포함되어 있는 지 확인. 있으면 true
boolean	containsValue(Object value)	HashMap에 지정된 값이 포함되어 있는 지 확인. 있으면 true
Set<Entry<K, V»	entrySet()	HashMap에 저장된 키와 값을 엔트리(키와 값의 결합) 형태로 Set에 저장해서 반환
void	forEach(BiConsumer<? super K, ? super V> action)	모든 엔트리에 지정된 액션을 실행
V	get(Object key)	지정된 키의 값을 반환. 못 찾으면 null
boolean	isEmpty()	HashMap이 비어있는 지 확인
Set	keySet()	HashMap에 저장된 모든 키를 Set에 저장해서 반환
V	put(K key, V value)	지정된 키와 값을 HashMap에 저장
void	putAll(Map<? extends K, ? extends V> m)	Map에 저장된 모든 요소를 HashMap에 저장
V	remove(Object key)	HashMap에서 지정된 키로 저장된 값 제거
boolean	replace(K key, V oldValue, V newValue)	지정된 키와 객체가 모두 일치하는 경우에만 새로운 객체로 대체
void	replaceAll(BiFunction<? super K, ? super V, ? extends V> function)	모든 키의 값을 지정된 함수의 결과로 대체
int	size()	HashMap에 저장된 요소의 개수를 반환
Collection	values()	HashMap에 저장된 모든 값을 컬렉션의 형태로 반환

Example0

forEach()로 각 엔트리에 대해 일괄적인 액션을 수행하거나, replaceAll()로 모든 값을 새로운 값으로 대체할 수 있다.

// EditPlus에서 실행
class Test {
	public static void main(String[] args) {
		HashMap map = new HashMap();
		map.put("A", false);
		map.put("B", true);
		map.put("C", true);
		map.forEach((k, v) ->  System.out.println(k + " " + v));

		map.replaceAll((k, v) -> false);
		map.forEach((k, v) ->  System.out.println(k + " " + v));
	}
}

A false
B true
C true
- replaceAll 후 -
A false
B false
C false

Example1

entrySet()으로 키와 값을 함께 읽어 오거나, KeySet()/values()로 키와 값을 따로 읽어 올 수 있다.

public class MainActivity extends AppCompatActivity {

    @Override
    protected void onCreate(Bundle savedInstanceState) {
        ...

        Map map = new HashMap<>();
        map.put("A", 1);
        map.put("B", 3);
        map.put("C", 2);
        map.put("D", 4);
        map.put("E", 9);

        Set set = map.entrySet();
        Iterator it = set.iterator();

        while (it.hasNext()) {
            Map.Entry e = (Map.Entry) it.next();
            print(e.getKey() + " " + e.getValue());
        }
        set = map.keySet();
        print("All keys : " + set);

        Collection values = map.values();   // All Values
        it = values.iterator();

        int total = 0;
        while (it.hasNext()) {
            Integer i = (Integer) it.next();
            total += i.intValue();
        }

        print("개수 : " + set.size());
        print("총합 : " + total);
        print("가장 큰 값 : " + Collections.max(values));
        print("가장 작은 값 : " + Collections.min(values));
    }

    public void print(String str) {
        Log.d("TAG_", str);
    }
}

D/TAG_: D 4
D/TAG_: C 2
D/TAG_: E 9
D/TAG_: A 1
D/TAG_: B 3
D/TAG_: All keys : [D, C, E, A, B]
D/TAG_: 개수 : 5
D/TAG_: 총합 : 19
D/TAG_: 가장 큰 값 : 9
D/TAG_: 가장 작은 값 : 1

Example2

전화번호부

키와 값을 모두 Object 형태로 저장하기 때문에 HashMap의 값으로 HashMap을 저장할 수 있다.

public class MainActivity extends AppCompatActivity {
    Map map = new HashMap();

    @Override
    protected void onCreate(Bundle savedInstanceState) {
        ...

        addContact("A", "010-1111-1111");
        addContact("친구", "B", "010-7979-7979");
        addContact("친구", "C", "010-2222-2222");
        addContact("회사", "D", "010-4444-4444");
        addContact("가족", "E", "010-9090-9999");
        addContact("가족", "F", "010-1121-3333");
        addContact("가족", "G", "010-6531-8888");

        getList();
    }

    void addGroup(String groupName) {
        if (!map.containsKey(groupName)) {
            map.put(groupName, new HashMap());
        }
    }

    void addContact(String groupName, String name, String tel) {
        addGroup(groupName); //
        HashMap group = (HashMap) map.get(groupName);                // value(HashMap) of group
        group.put(tel, name); // unique key = tel
    }

    void addContact(String name, String tel) {
        addContact("기타", name, tel);
    }

    void getList() {
        Set set = map.entrySet();                                    // All Entry → Set (Group)
        Iterator it = set.iterator();
        while (it.hasNext()) {
            Map.Entry e = (Map.Entry) it.next();                     // Set → Entry
            Set subSet = ((HashMap) e.getValue()).entrySet();        // Entry → get value → Set (HashMap(Name, Tel) to Group)
            Iterator subIt = subSet.iterator();

            print("*" + e.getKey() + "[" + subSet.size() + "]");

            while (subIt.hasNext()) {
                Map.Entry subE = (Map.Entry) subIt.next();
                String tel = (String) subE.getKey();
                String name = (String) subE.getValue();
                print(name + " " + tel);
            }
        }
    }

    public void print(String str) {
        Log.d("TAG_", str);
    }
}

D/TAG_: *기타[1]
D/TAG_: A 010-1111-1111
D/TAG_: *가족[3]
D/TAG_: F 010-1121-3333
D/TAG_: G 010-6531-8888
D/TAG_: E 010-9090-9999
D/TAG_: *회사[1]
D/TAG_: D 010-4444-4444
D/TAG_: *친구[2]
D/TAG_: C 010-2222-2222
D/TAG_: B 010-7979-7979

• 참고 서적: 자바의 정석 3판 2