7. 배열과 ArrayList

배열이란

배열은 자료형이 같은 자료 여러 개를 한 번에 관리할 수 있는 자료 구조로, 자료가 연속으로 나열된 형태이다.

자료형[] 배열이름 = new 자료형[개수];
자료형 배열이름[] = new 자료형[개수];

 

ex) int형 요소가 10개인 배열 선언하면, int형을 저장할 수 있는 크기는 4바이트이므로 이 배열은 총 40바이트의 메모리가 할당됨

int[] studentIDs = new int[10]; // int형 요소가 10개인 배열 선언

메모리 할당

 

배열 선언과 초기화

자바에서 배열 선언하면 그와 동시에 각 요소의 값이 초기화됨. 배열의 자료형에 따라 정수는 0, 실수는 0.0, 객체 배열은 null로 초기화됨

또한, 배열 선언과 동시에 특정 값으로 초기화할 수도 있음. 배열이 초기화 요소의 개수만큼 생성되므로 [] 안의 개수는 생략함

int[] studentIDs = new int[] {101, 102, 103}; // 개수 생략
int[] studentIDs = {101, 102, 103};

배열 사용하기

인덱스 연산자 []는 배열 요소가 저장된 메모리 위치를 찾아주는 역할을 함. 배열에서 [i] 인덱스 연산을 수행하면 i번째 요소의 위치를 찾아 해당 위치의 메모리에 값을 넣거나 이미 저장되어 있는 값을 가져와서 사용할 수 있음

• 배열 길이가 n이라고 하면, 배열 순서는 0번부터 n-1번까지임
• length 속성: 배열 길이를 나타냄. 즉, 배열의 전체 요소 개수 의미

public class example {
    public static void main(String[] args) {
        double[] data = new double[5];

        data[0] = 10.0;
        data[1] = 20.0;
        data[2] = 30.0;

        for(int i=0; i<data.length; i++) {
            System.out.println(data[i]);
        }
    }
}
/*
10.0
20.0
30.0
0.0
0.0
* */

문자 저장 배열 만들기

문자 자료형 배열을 만들고 알파벳 대문자를 A~Z까지 저장한 후 각 요소 값을 알파벳 문자와 정수 값(아스키코드 값)으로 출력하기

public class example {
    public static void main(String[] args) {
        char[] alphabets = new char[26];
        char ch = 'A';

        for(int i=0; i<alphabets.length; i++, ch++) {
            alphabets[i] = ch;
        }

        for(int i=0; i<alphabets.length;i++){
            System.out.println(alphabets[i]+","+(int) alphabets[i]);
        }
    }
}

객체 배열 사용하기

참조 자료형 변수도 여러 개를 배열로 사용할 수 있음

ex) Book 클래스 생성 후 책 5권을 객체 배열로 만들기

package array;

public class Book {
    private String bookName;
    private String author;

    public Book() {}

    public Book(String bookName, String author) {
        this.bookName = bookName;
        this.author = author;
    }

    public String getBookName() {
        return bookName;
    }
    public void setBookName(String bookName){
        this.bookName = bookName;
    }

    public String getAuthor(){
        return author;
    }
    public void setAuthor(String author){
        this.author = author;
    }

    public void showBookInfo(){
        System.out.println(bookName + "," + author);
    }
}

package array;

public class BookArray {
    public static void main(String[] args){
        Book[] library = new Book[5]; // Book 클래스형으로 객체 배열 생성

        for(int i=0; i<library.length;i++){
            System.out.println(library[i]);
        }
    }
}
/*
null
null
null
null
null
* */

 

위 코드는 Book 주소 값을 담을 공간이 5개 만들어지고 자동으로 각 공간은 '비어있다'는 의미의 null 값으로 초기화됨

인스턴스 주소 값을 담을 공간 5개 생성

 

각 배열 요소에 인스턴스를 생성해 넣기 위해 Book 클래스에서 구현한 생성자 사용

package array;

public class BookArray {
    public static void main(String[] args){
        Book[] library = new Book[5]; // Book 클래스형으로 객체 배열 생성

        library[0] = new Book("태백산맥", "조정래");
        library[1] = new Book("데미안", "헤르만 헤세");
        library[2] = new Book("어떻게 살 것인가", "유시민");
        library[3] = new Book("토지", "박경리");
        library[4] = new Book("어린왕자", "생텍쥐페리");

        for(int i=0; i<library.length;i++){
            library[i].showBookInfo();
        }
        for(int i=0; i<library.length; i++){
            System.out.println(library[i]);
        }
    }
}
/*
태백산맥,조정래
데미안,헤르만 헤세
어떻게 살 것인가,유시민
토지,박경리
어린왕자,생텍쥐페리
array.Book@a09ee92
array.Book@30f39991
array.Book@452b3a41
array.Book@4a574795
array.Book@f6f4d33
* */

배열 복사하기

기존 배열과 자료형 및 배열 크기가 똑같은 배열을 새로 만들거나 배열의 모든 요소에 자료가 꽉 차서 더 큰 배열을 만들어 기존 배열에 저장된 자료를 가져오려 할 때 배열을 복사함

 

[배열 복사 방법]

1. 기존 배열과 배열 길이가 같거나 더 긴 배열을 만들고 for문을 사용해 각 요소 값을 반복해서 복사하는 방법

2. System.arraycopy(src, srcPos, dest, destPos, length) 메서드를 사용하는 방법

매개변수	설명
src	복사할 배열 이름
srcPos	복사할 배열의 첫 번째 위치
dest	복사해서 붙여 넣을 대상 배열 이름
destPos	복사해서 대상 배열에 붙여 넣기를 시작할 첫 번째 위치
length	src에서 dest로 자료를 복사할 요소 개수

 

ex) System.arraycopy()로 배열 복사하기

package array;

public class ArrayCopy {
    public static void main(String[] args){
        int[] array1 = {10, 20, 30, 40, 50};
        int[] array2 = {1,2,3,4,5};

        System.arraycopy(array1, 0, array2, 1, 4);
        for(int i=0; i<array2.length; i++){
            System.out.println(array2[i]);
        }
    }
}
/*
1
10
20
30
40
* */

 

객체 배열 복사하기

package array;

public class ObjectCopy1 {
    public static void main(String[] args) {
        Book[] bookArray1 = new Book[3];
        Book[] bookArray2 = new Book[3];

        bookArray1[0] = new Book("태백산맥", "조정래");
        bookArray1[1] = new Book("데미안", "헤르만 헤세");
        bookArray1[2] = new Book("어떻게 살 것인가", "유시민");
        System.arraycopy(bookArray1, 0, bookArray2, 0, 3);

        for(int i=0; i<bookArray2.length; i++){
            bookArray2[i].showBookInfo();
        }
    }
}
/*
태백산맥,조정래
데미안,헤르만 헤세
어떻게 살 것인가,유시민
* */

 

위 코드에서 bookArray2 배열의 인스턴스를 따로 만들지 않아도 각 요소 값이 잘 출력되는 이유는 인스턴스를 따로 생성하는 게 아니라 기존 인스턴스의 주소 값만 복사하는 얕은 복사(shallow copy)가 이루어지기 때문

 

1) 얕은 복사(shallow copy)

객체 배열을 복사할 때 인스턴스를 따로 생성하는 게 아니라 기존 인스턴스의 주소 값만 복사하는 것으로, 결국 두 배열의 서로 다른 요소가 같은 인스턴스를 가리킴

따라서, 복사되는 배열의 인스턴스 값이 변경되면 두 배열 모두 영향을 받게 됨

package array;

public class ObjectCopy1 {
    public static void main(String[] args) {
        Book[] bookArray1 = new Book[3];
        Book[] bookArray2 = new Book[3];

        bookArray1[0] = new Book("태백산맥", "조정래");
        bookArray1[1] = new Book("데미안", "헤르만 헤세");
        bookArray1[2] = new Book("어떻게 살 것인가", "유시민");
        System.arraycopy(bookArray1, 0, bookArray2, 0, 3);

        for(int i=0; i<bookArray2.length; i++){
            bookArray2[i].showBookInfo();
        }

        // bookArray1 배열의 첫 번재 요소 값 변경
        bookArray1[0].setBookName("나목");
        bookArray1[0].setAuthor("박완서");

        System.out.println("=== bookArray1 ===");
        for(int i=0; i<bookArray1.length; i++){
            bookArray1[i].showBookInfo();
        }

        System.out.println("=== bookArray2 ===");
        for(int i=0; i<bookArray2.length; i++){
            bookArray2[i].showBookInfo(); // bookArray2 배열 요소 값도 변경되어 출력
        }
    }
}
/*
태백산맥,조정래
데미안,헤르만 헤세
어떻게 살 것인가,유시민
=== bookArray1 ===
나목,박완서
데미안,헤르만 헤세
어떻게 살 것인가,유시민
=== bookArray2 ===
나목,박완서
데미안,헤르만 헤세
어떻게 살 것인가,유시민
* */

 

2) 깊은 복사(deep copy)

반복문을 사용하건 System.arraycopy() 메서드를 사용하건 객체 배열을 복사하면 항상 인스턴스 주소가 복사됨. 인스턴스를 따로 관리하고 싶다면 직접 인스턴스를 만들고 그 값을 복사하는 깊은 복사를 수행해야 함

package array;

public class ObjectCopy1 {
    public static void main(String[] args) {
        Book[] bookArray1 = new Book[3];
        Book[] bookArray2 = new Book[3];

        bookArray1[0] = new Book("태백산맥", "조정래");
        bookArray1[1] = new Book("데미안", "헤르만 헤세");
        bookArray1[2] = new Book("어떻게 살 것인가", "유시민");

        // 디폴트 생성자로 bookArray2 배열 인스턴스 생성
        bookArray2[0] = new Book();
        bookArray2[1] = new Book();
        bookArray2[2] = new Book();

        // bookArray1 배열 요소를 새로 생성한 bookArray2 배열 인스턴스에 복사
        for(int i=0; i<bookArray1.length; i++){
            bookArray2[i].setBookName(bookArray1[i].getBookName());
            bookArray2[i].setAuthor(bookArray1[i].getAuthor());
        }

        for(int i=0; i<bookArray2.length; i++) {
            bookArray2[i].showBookInfo();
        }

        // bookArray1 첫 번째 배열 요소 값 수정
        bookArray1[0].setBookName("나목");
        bookArray1[0].setAuthor("박완서");

        System.out.println("=== bookArray1 ===");
        for(int i=0; i<bookArray1.length; i++){
            bookArray1[i].showBookInfo();
        }

        System.out.println("=== bookArray2 ===");
        for(int i=0; i<bookArray2.length; i++){
            bookArray2[i].showBookInfo();
        }
    }
}
/*
태백산맥,조정래
데미안,헤르만 헤세
어떻게 살 것인가,유시민
=== bookArray1 ===
나목,박완서
데미안,헤르만 헤세
어떻게 살 것인가,유시민
=== bookArray2 ===
태백산맥,조정래
데미안,헤르만 헤세
어떻게 살 것인가,유시민
* */

향상된 for문과 배열

for(변수: 배열) {
	반복 실행문;
}

public class example {
    public static void main(String[] args) {
        String[] strArray = {"Java", "Android", "C", "JavaScript", "Python"};

        for(String lang:strArray) {
            System.out.println(lang);
        }
    }
}

---

다차원 배열

이차원 이상으로 구현한 배열로, 평면이나 공간 개념을 구현하는 데 사용함

이차원 배열

자료형[][] 배열이름 = new 자료형[행개수][열개수];

int[][] arr = new int[2][3];
int[][] arr = {{1,2,3}, {4,5,6}};

public class example {
    public static void main(String[] args) {
        int[][] arr = {{1,2,3}, {4,5,6}};

        for(int i=0; i<arr.length; i++){
            for(int j=0; j<arr[i].length; j++){
                System.out.println(arr[i][j]);
            }
            System.out.println(); // 행 출력 끝난 후 한 줄 띄움;
        }
    }
}

---

ArrayList 클래스 사용하기

기존 배열의 단점과 ArrayList

기본 배열은 프로그램에서 사용하려면 항상 배열 길이를 정하고 시작해야 함. 배열을 사용하는 중에 배열 길이 변경할 수 없고, 중간에 배열 요소를 삭제할 수도 없음

 

자바는 객체 배열을 좀 더 쉽게 사용할 수 있도록 객체 배열 클래스 ArrayList를 제공함.

ArrayList 클래스는 객체 배열을 관리할 수 있는 멤버 변수와 메서드를 제공

ArrayList 클래스의 주요 메서드

메서드	설명
boolean add(E e)	요소 하나를 배열에 추가함. E는 요소의 자료형을 의미
int size()	배열에 추가된 요소 전체 개수 반환
E get(int index)	배열의 index 위치에 있는 요소 값 반환
E remove(int index)	배열의 index 위치에 있는 요소 값을 제거하고 그 값을 반환
boolean isEmpty()	배열이 비어있는지 확인

ArrayList 클래스 활용하기

ArrayList<E> 배열이름 = new ArrayList<E>(); // <> 안에 사용할 객체의 자료형 쓰면됨

• ArrayList 클래스는 java.util 패키지에 구현되어 있는 클래스로, 사용하기 위해서는 컴파일러에게 ArrayList가 어디에 구현되어 있는지 알려줘야 하기 때문에 'import java.util.ArrayList;' 문장을 반드시 써 주어야 함

package array;
import java.util.ArrayList;

public class ArrayListTest {
    public static void main(String[] args) {
        ArrayList<Book> library = new ArrayList<Book>();

        library.add(new Book("태백산맥", "조정래"));
        library.add(new Book("데미안", "헤르만 헤세"));
        library.add(new Book("어떻게 살 것인가", "유시민"));
        library.add(new Book("토지", "박경리"));
        library.add(new Book("어린왕자", "생텍쥐페리"));

        for(Book book : library){
            book.showBookInfo();
        }
        System.out.println();
    }
}