2024.05.10 Data Structure(자료구조) Set 인터페이스

Java에서 set인터페이스는 java.util 패키지의 일부로, 중복을 허용하지 않는 유일한 요소들을 저장하는데 사용됩니다.
이 인터페이스는 컬렉션 프레임워크의 일부이며, 순서에 의존하지 않는 데이터 집합을 관리하기 위해 설계되었습니다.

주요 특징

1. 중복 허용 불가
   Set에 같은 요소를 추가하려고 하면, 추가가 되지 않습니다.
   즉, 모든 요소가 고유해야 하며, 이미 존재하는 요소를 추가할 경우 무시됩니다.
2. 순서 보장하지 않음
   Set은 요소들의 순서를 유지하지 않습니다. 요소들이 내부적으로 어떻게 저장되고 관리되는지는 Set을 구현하는 클래스에 따라 다릅니다. 따라서 요소들이 추가된 순서와 Set에서 요소를 순회할 때의 순서가 다를 수 있습니다.
   
   
3. 값의 유일성: Set은 각 요소의 유일성을 보장합니다. 이는 주로 요소의 equals()와 hashCode() 메서드를 사용하여 결정됩니다. 두 객체가 같다고 판단되면, 둘 중 하나만 Set에 저장됩니다.

사용 예시

• 아이디 목록 관리: 사용자 아이디는 유일해야 하므로 Set을 사용하여 중복 없이 관리할 수 있습니다.
• 주민등록번호: 각 사람의 주민등록번호는 고유한 값이므로, 이를 Set에 저장하여 중복 등록을 방지할 수 있습니다.
• 직원 번호: 회사에서 각 직원에게 부여한 고유한 사번을 Set을 이용해 관리할 수 있습니다.

구현 클래스

Collection
   |
   └── Set
        ├── HashSet
        ├── LinkedHashSet
        └── TreeSet
        ├── ...

 

주요 메서드

Set 인터페이스는 Java Collection Framework 내에서 중복을 허용하지 않는 유니크한 아이템들을 저장하는 데 사용됩니다.

1. add(E e): 지정된 요소를 세트에 추가합니다. 요소가 세트에 이미 존재하는 경우는 추가되지 않습니다.
   • boolean add(E e);
   • 반환값: 요소가 세트에 성공적으로 추가되면 true, 이미 존재하는 경우는 **false**를 반환합니다.
2. remove(Object o): 지정된 요소를 세트에서 제거합니다.
   • boolean remove(Object o);
   • 반환값: 요소가 세트에서 성공적으로 제거되면 true, 그렇지 않으면 **false**를 반환합니다.
3. contains(Object o): 세트가 지정된 요소를 포함하고 있는지 여부를 확인합니다.
   • boolean contains(Object o);
   • 반환값: 요소가 세트에 존재하면 true, 그렇지 않으면 **false**를 반환합니다.
4. size(): 세트에 저장된 요소의 수를 반환합니다.
   • int size();
   • 반환값: 세트에 있는 요소의 총 수를 반환합니다.
5. isEmpty(): 세트가 비어 있는지 여부를 확인합니다.
   • boolean isEmpty();
   • 반환값: 세트가 비어 있으면 true, 하나 이상의 요소가 있으면 **false**를 반환합니다.
6. clear(): 세트에서 모든 요소를 제거합니다.
   • void clear();
   • 이 메서드는 세트를 비워서 요소가 없는 상태로 만듭니다.
7. iterator(): 세트의 요소에 접근할 수 있는 반복자(iterator)를 반환합니다.
   • Iterator<E> iterator();
   • 이 반복자를 사용하여 세트의 요소를 순차적으로 접근할 수 있습니다.

package structure.ch06;

import java.util.HashSet;
import java.util.Iterator;
import java.util.Random;
import java.util.Set;

public class MySetTest {

	public static void main(String[] args) {

		// 계층 구조 확인
		// 업 캐스팅 상태 - 컴파일 시점에서는 Set 계열에 타입은 멤버들만 확인 가능
		Set<Integer> mSet = new HashSet<Integer>();

		HashSet<Integer> set1 = new HashSet<Integer>();

		// 요소 추가 방법
		set1.add(1);
		set1.add(1); // 중복 값 발생
		set1.add(2);
		set1.add(3);
		set1.add(3); // 중복 값 발생

		// 자료구조에 들어온 데이터는 유일성을 보장한다.
		System.out.println(set1.size());

		// 요소 제거 (요소 -> 값을 넣음)
		set1.remove(3);
		System.out.println(set1);

		// set 계열은 순서를 보장하지 않음
		for (int i = 0; i < set1.size(); i++) {
			// 횟수 만큼 반복은 한다.
			// set1[i] ==> set 계열은 인덱스 개념이 없다.
		}

		for (Integer mi : set1) {
			System.out.println("요소값 추출 : " + mi);
		} // for each 구문을 이용해 반복문을 돌린다.

//		while(set1.size() < 10) {
//			// set1 요소는 어떻게 접근하지???
//			set1.iterator();
//		}
		// 반복자(iterator)를 활용해서 요소 순회를 할 수 있다.
		Iterator<Integer> iter = set1.iterator();

		while (iter.hasNext()) {
			System.out.println("값 확인 : " + iter.next());
		} // end of while()

		System.out.println("------------------");

		// getRandomNumber() 메서드가 호출 되면 데이터를 관리하고자 한다.
		HashSet<Integer> lottoNumbers = new HashSet<Integer>();

		int whileCount = 0;
		while (lottoNumbers.size() < 6) {
			lottoNumbers.add(getRandomNumber());
			whileCount++;
		}

		System.out.println(lottoNumbers);
		System.out.println("반복 횟수 : " + whileCount);

	} // end of main

	public static int getRandomNumber() {
		Random random = new Random();
		return random.nextInt(45) + 1;
	}

}

 

도전 학습

예제 개념: 고유 사용자 ID 관리 시스템

상황 설명: 웹사이트에 접속하는 사용자의 ID를 관리하는 시스템을 개발합니다.
사용자 ID는 고유해야 하며 중복을 허용하지 않습니다.
시스템은 사용자가 로그인할 때마다 ID를 체크하고, 새로운 사용자 ID를 등록할 때 중복을 방지합니다.

 

1. 동작 -  Scanner 사용

2. 실행 - 흐름 만들기 --> while(), if() 

3. 결과 -- 정상 유저 등록 or 이미 등록된 사용자 입니다(아이디가 존재합니다.)

 

package structure.ch06;

import java.util.HashSet;
import java.util.Scanner;

public class UniqueUserIDSystem {

	private HashSet<String> userIDs;

	public UniqueUserIDSystem() {
		this.userIDs = new HashSet<>();
	} // 생성자

	// 사용자 ID 등록 기능
	// 정상적으로 들어가면 True 반환
	// 중복 발생하면 false 반환
	public boolean registerUserID(String userId) {
		return userIDs.add(userId);
	} // end of registerUserID()

	// 시스템 실행
	public void run() {
		// 동작 - 스캐너 활용
		// 실행 - 흐름 만들기 --> while() , if() 문
		// 결과 - 정상 유저 등록 or 이미 등록된 사용자 입니다.(아이디가 존재합니다.)

		Scanner sc = new Scanner(System.in);
		boolean flag = true;

		while (flag) {
			System.out.println("아이디 입력 해주세요");
			String ID = sc.next();

			boolean isRegistered = registerUserID(ID);
			if (isRegistered) {
				System.out.println("새로운 ID 등록 " + ID);
			} else {
				System.out.println("중복 ID");
			}

		} // end of if()

	} // end of run()

	// 코드 테스트
	public static void main(String[] args) {

		UniqueUserIDSystem system = new UniqueUserIDSystem();
		system.run();

	} // end of main

} // end of class