컬렉션

컬렉션

: 동일 타입의 객체(데이터)를 여러 개 보관할 수 있는 클래스들의 모음.

: 배열을 제외한 나머지 컬렉션은 주로, 제네릭 클래스를 활용

 

I. 배열

 : 동일한 자료형의 값들이 고정된 크기에 연속적으로 저장되는 컬렉션

1. 1차원 배열

  : 동일한 데이터 유형을 가지는 데이터 요소들을 한 번에 모아서 다룰 수 있는 자료 구조

  : 인덱스를 사용하여 요소에 접근 가능

  : 선언된 크기만큼의 공간을 메모리에 할당받음

타입 [] 배열명 = new 타입[배열의 길이 i] ;

 

int[] array1 = new int[5];       // 크기가 5인 int형 배열 선언
string[] array2 = new string[3]; // 크기가 3인 string형 배열 선언
int num = 0;

// 배열 초기화
/*
array1[0] = 1;
array1[1] = 2;
array1[2] = 3;
array1[3] = 4;
array1[4] = 5;
 --> 보통은 일일히 배열에 넣지않고 규칙에 근거하여 반복문을 활용해 배열을 채운다. */
 
 for (int i = 0; i < array1.Length; i++)
 {
     array1[i] = i+1;
 }

num = array1[0];                            // 1

 

 !! 배열의 생성과 지정 데이터의 초기화

타입 [] 배열명 = new 타입[배열의 길이 i] (배열의 요소1, 배열의 요소 2, ... , 배열의 요소 i) ;

 !! 배열의 암시적 선언

타입 [] 배열명 = {배열의 요소1, 배열의 요소 2, ... , 배열의 요소 i} ;

int[] itemPrices = { 100, 200, 300, 400, 500 };
int totalPrice = 0;

for (int i = 0; i < itemPrices.Length; i++)
{
    totalPrice += itemPrices[i];
}

Console.WriteLine("총 아이템 가격: " + totalPrice + " gold");

 

2. 다차원 배열

 : 여러 개의 배열을 하나로 묶어 놓은 2차원 이상의 배열.

 : 행렬 연산과 같은 여러 차원의 데이터를 다루는데 유용하다.

타입 [ , ] 배열명 = new 타입[배열의 길이 i , 배열의 길이 j] ;

// 2차원 배열
int[,] array2D = new int[2, 3];

/* 초기화
array2D[0, 0] = 1;
array2D[0, 1] = 2;
array2D[0, 2] = 3;
array2D[1, 0] = 4;
array2D[1, 1] = 5;
array2D[1, 2] = 6;
*/

// 마찬가지로, for문으로 배열을 생성해보면..

int array2DRow = array2D.GetLength(0);    // 행의 길이
int array2DCol = array2D.GetLength(1);    // 열의 길이
for (int i = 0; i < array2DRow; i++)
{
    for (int j = 1; j < array2DCol+1; j++)
    {
        array2D[i, j-1] = i * array2DCol + j;
        Console.Write(array2D[i, j-1] + " "); // 출력
    }
    Console.WriteLine();                  // 출력을 위한 줄바꿈
}

>

 !! 2차원 배열을 활용한 게임맵 구현

int[,] map = new int[5, 5] 
{ 
    { 1, 1, 1, 1, 1 }, 
    { 1, 0, 0, 0, 1 }, 
    { 1, 0, 1, 0, 1 }, 
    { 1, 0, 0, 0, 1 }, 
    { 1, 1, 1, 1, 1 } 
};

for (int i = 0; i < 5; i++)
{
    for (int j = 0; j < 5; j++)
    {
        if (map[i, j] == 1)
        {
            Console.Write("■ ");
        }
        else
        {
            Console.Write("□ ");
        }
    }
    Console.WriteLine();
}

>

 

II. 리스트 (List)

   : 동적 크기의 컬렉션

   : 가변적인 크기를 갖는 배열

   : 성능 이슈로 주로 제네릭 클래스(System.Collections.Generic)의 List<T>를 사용함.

 

  1. 제네릭 리스트 ( List<T> )

    : 지정한 타입의 데이터 형식만을 저장

    : 내부적으로 배열을 사용하여 데이터를 저장하고 관리. => 인덱스를 사용한 빠른 검색 속도

    : 단, 요소 추가/제거 시에 재할당과 복사가 필요할 수 있어서 추가/제거 작업시, 속도는 느리다. 

 

List<타입> 배열명 = new List<타입>();

List<int> numbers = new List<int>(); // 빈 리스트 생성
numbers.Add(1); // 리스트에 데이터 추가
numbers.Add(2);
numbers.Add(3);
numbers.Remove(2); // 리스트에서 데이터 삭제

foreach(int number in numbers) // 리스트 데이터 출력
{
    Console.WriteLine(number);
}

 

  2. 어레이 리스트 (ArrayList)

      : 모든 타입의 데이터 형식 저장 => object 형식을 사용하여 모든 데이터 처리 => 더 많은 메모리 사용량

      : 내부적으로 배열을 사용하여 데이터를 저장하고 관리.  => 인덱스를 사용한 빠른 검색 속도

      : 제네릭 클래스에서 효율적인 작업을 위해 각 종류의 컬렉션들에 대해, .NET Framework에서 최적화되어 설계됨.

          ==> 저장할 데이터의 타입이 고정되지 않는다면(제네릭 리스트를 사용할 수 없다면) 사용하도록 하자.

 

ArrayList 리스트명 = new ArrayList();

 

  !! 연결 리스트(linked list)

    : 데이터 요소를 노드(Node)라 불리는 개별적인 단위로 나누고, 이 노드들이 연결되어 선형적인 데이터 구조흘 형성하는 자료구조.

 

  !! 배열과 리스트

   : 배열과 리스트의 차이는 고정된 크기를 갖느냐, 동적인 크기를 갖느냐의 여부이다.

   : 동적인 크기를 갖는 리스트가 더 유연하므로, 배열보다 압도적으로 많이 활용할 수 있을 것 같지만, 다음의 요소를 고려한 뒤, 적재적소에 배열과 리스트를 구분하여 활용할 줄 알아야함. 기존의 리스트의 단점을 제네릭클래스의 리스트에서는 보완한듯. 

   : 크기 변화가 자주 일어나는가? 어떠한 타입의 데이터를 다루는가? 에 따라 구분하여 사용해야 할듯

 

1. 메모리
: 제네릭 클래스의 리스트는 크기 조절로 인해 메모리 재할당과 복사가 필요할 수 있다.

2. 데이터 접근 시간
: 배열은 데이터를 연속된 메모리 공간에 저장함. 리스트는 연속된 메모리 공간에 저장되지 않음.
: 배열은 인덱스를 사용하여 요소에 직접 접근 가능. 제네릭클래스의 리스트 또한 인덱스 사용.

3. 코드 복잡도 증가.
: 크기 조정과 데이터 추가, 삭제 등의 작업을 처리하는 코드를 작성할 시, 배열보다 복잡함.

 

 

III. 딕셔너리 (Dictionary)

   : 키(key)와 값(value)로 구성된 요소들을 저장하는 컬렉션

   : 딕셔너리는 중복된 키를 가질 수 없으며, 키와 값의 쌍을 이루어 데이터를 저장한다.

   : 성능 이슈로 주로 제네릭 클래스(System.Collections.Generic)의 Dictionary를 사용함.

Dictionary<타입(키), 타입(값)> 배열명 = new Dictionary<타입(키), 타입(값)>();

using System.Collections.Generic;

Dictionary<string, int> skills = new Dictionary<string, int>(); // 빈 딕셔너리 생성
skills.Add("PowerStrike", 10); // 딕셔너리에 데이터 추가
skills.Add("MagicClaw", 40);
skills.Add("LuckySeven", 20);
skills.Remove("MagicClaw"); // 딕셔너리에서 데이터 삭제

foreach(KeyValuePair<string, int> pair in skills) // 딕셔너리 데이터 출력
{
    Console.WriteLine(pair.Key + ": " + pair.Value);
}

>

 

 

IV. 큐 (Queue)

   : 선입선출(FIFO)의 원칙으로 데이터를 저장하는 컬렉션

   : ex) 네트워크 통신, 캐시(cache) 등.,,

Queue<타입> 배열명 = new Queue<타입>();

Queue<int> queue1 = new Queue<int>(); // int형 Queue 선언

// Queue에 요소 추가
queue1.Enqueue(1);
queue1.Enqueue(2);
queue1.Enqueue(3);

// Queue에서 요소 가져오기
int value = queue1.Dequeue(); // value = 1 (가장 먼저 추가된 요소)

 

V. 스택 (Stack)

   : 후입선출(LIFO) 원칙으로 데이터를 저장하는 컬렉션

   :  ex) 브라우저의 뒤로 가기 기능, Ctrl + z 기능..

Stack<타입> 스택명 = new Stack<타입>();

Stack<int> stack1 = new Stack<int>();  // int형 Stack 선언

// Stack에 요소 추가
stack1.Push(1);
stack1.Push(2);
stack1.Push(3);

// Stack에서 요소 가져오기
int value = stack1.Pop(); // value = 3 (마지막에 추가된 요소)

 

VI. 해시셋 (HashSet)

   : 중복 요소 없이 값을 저장하는 컬렉션.

   : 고유한 값의 집합.

Hashset<타입> 해시셋명 = new Hashset<타입>();

HashSet<int> set1 = new HashSet<int>();  // int형 HashSet 선언

// HashSet에 요소 추가
set1.Add(1);
set1.Add(2);
set1.Add(3);

// HashSet에서 요소 가져오기
foreach (int element in set1)
{
    Console.WriteLine(element);
}