Java 객체지향 입문 / 배열, 객체 배열, 2차원 배열, ArrayList

20. 배열( Array )

배열이란?

동일한 자료형의 순차적 자료 구조
인덱스 연산자 [ ]를 이용하여 빠른 참조가 가능
물리적 위치와 논리적 위치가 동일
배열의 순서는 0부터 시작
자바에서는 객체 배열을 구현한 ArrayList를 많이 활용한다

배열 선언과 초기화

배열 선언하기

int[] arr1 = new int[10];
int arr2[] = new int[10];

배열 초기화하기

배열은 선언과 동시에 자료형에 따라 초기화 됨 ( 정수는 0, 실수는 0.0, 객체는 null )
필요데 따라 초기값을 지정할 수 있음

int[] number = new int[] {10, 20, 30}; // 개수 생략해야함

int[] number = {10,20,30}; // new int[] 생략 가능

int[] ids;
ids = new int[] {10,20,30}; // 선언 후 배열을 생성하는 경우는 new int[] 생략 가능

배열 사용하기

[ ] 인덱스 연산자 활용 - 배열 요소가 저장된 메모리의 위치를 연산하여 찾아 줌
배열을 이용하여 합을 구하기

배열의 길이와 요소의 개수는 동일하지 않다

배열을 선언하면 개수만큼 메모리가 할당되지만, 실제 요소(데이터)가 없는 경우도 있다
배열의 length 속성은 배열의 개수를 반환해주기 때문에 요소의 개수와는 다름

length를 활용하여 오류가 가는 경우

double[] dArr = new double[5];

dArr[0] = 1.1;
dArr[1] = 2.1;
dArr[2] = 3.1;

double mtotal = 1;
for(int i=0; i<dArr.length; i++){
	mtotal *= dArr[i];
   }
   
System.out.println(mtotal);

요소의 개수에 대한 변수(count)를 따로 유지

double[] dArr = new double[5];
int count = 0;
dArr[0] = 1.1; count++;
dArr[1] = 2.1; count++;
dArr[2] = 3.1; count++;

double mtotal = 1;
for(int i=0; i<count; i++){
	mtotal *= dArr[i];
}

System.out.println(mtotal);

문자 배열을 만들어 A-Z까지 배열에 저장하고 다시 출력하기

public class CharArrayTest {

	public static void main(String[] args) {

		char[] alpahbets = new char[26];
		char ch = 'A';
		
		for(int i=0; i<alpahbets.length; i++) {
			alpahbets[i] = ch++;
		}
		
		for( char alpha : alpahbets ) {
			System.out.println(alpha + "," + (int)alpha);
		}
	}

}

향상된 for문 사용하기

배열의 n개 요소를 0부터 n-1까지 순차적으로 순회할 때 간단하게 사용이 가능

for( 변수 : 배열) {

}

21. 객체 배열 사용하기

객체 배열 선언과 구현

기본 자료형 배열은 선언과 동시에 배열의 크기만큼 메모리가 할당되지만, 객체 배열의 경우엔 요소가 되는 객체의 주소가 들어갈 (4byte, 8byte) 메모리만 할당되고 (null) 각 요소 객체는 생성하여 저장해야함

Book.java

public class Book {

	private String title;
	private String author;
	
	public Book() {};
	
	public Book(String title, String author) {
		this.title = title;
		this.author = author;
	}
	
	public String getTitle() {
		return title;
	}

	public void setTitle(String title) {
		this.title = title;
	}

	public String getAuthor() {
		return author;
	}

	public void setAuthor(String author) {
		this.author = author;
	}
	
	public void showInfo() {
		System.out.println(title + "," + author);
	}
	
}

BookTest.java

public class BookTest {

	public static void main(String[] args) {

		Book[] library = new Book[5];
		
//		for(int i=0; i<library.length; i++) {
//			System.out.println(library[i]);
//		}
		
		library[0] = new Book("가나다라1", "홍길동");
		library[1] = new Book("가나다라2", "임길동");
		library[2] = new Book("가나다라3", "최길동");
		library[3] = new Book("가나다라4", "이길동");
		library[4] = new Book("가나다라5", "김길동");
		
		for(Book book:library) {
			System.out.println(book);
			book.showInfo();
		}
		
	}

}

객체 배열 복사

System.arrayCop(src, srcPos, dest, destPos, length) 자바에서 제공되는 배열 복사 메서드
얕은 복사
객체 주소만 복사되어 한쪽 배열의 요소를 수정하면 같이 수정됨
즉, 두 배열이 같은 객체를 가리킴

ObjectCopyTest.java

public class ObjectCopyTest {

	public static void main(String[] args) {

		Book[] library = new Book[5];
		Book[] copyLibrary = new Book[5];
		
		library[0] = new Book("가나다라1", "홍길동");
		library[1] = new Book("가나다라2", "임길동");
		library[2] = new Book("가나다라3", "최길동");
		library[3] = new Book("가나다라4", "이길동");
		library[4] = new Book("가나다라5", "김길동");
        
		System.arraycopy(library, 0, copyLibrary, 0, 5); 
		// library 0번째부터, copyLibrary 0부터 5까지 복사
		System.out.println("== library ==");
		for(Book book:library) {
			System.out.println(book);
			book.showInfo();
		}
		
		System.out.println("== copyLibrary ==");
		for(Book book:copyLibrary) {
			System.out.println(book);
			book.showInfo();
		}
	}

}

깊은 복사
각각의 객체를 생성하여 그 객체의 값을 복사하여 배열이 서로 다른 객체를 가리키도록 함

public class ObjectCopyTest2 {

	public static void main(String[] args) {

		Book[] library = new Book[5];
		Book[] copyLibrary = new Book[5];
		
		library[0] = new Book("가나다라1", "홍길동");
		library[1] = new Book("가나다라2", "임길동");
		library[2] = new Book("가나다라3", "최길동");
		library[3] = new Book("가나다라4", "이길동");
		library[4] = new Book("가나다라5", "김길동");
		
		copyLibrary[0] = new Book();
		copyLibrary[1] = new Book();
		copyLibrary[2] = new Book();
		copyLibrary[3] = new Book();
		copyLibrary[4] = new Book();
		
		for(int i=0; i<library.length; i++)	{
			copyLibrary[i].setAuthor(library[i].getAuthor());
			copyLibrary[i].setTitle(library[i].getTitle());
		}
		
		
		System.out.println("== library ==");
		for(Book book:library) {
			System.out.println(book);
			book.showInfo();
		}
		
		System.out.println("== copyLibrary ==");
		for(Book book:copyLibrary) {
			System.out.println(book);
			book.showInfo();
		}
	}

}

22. 2차원 배열 사용하기

다차원 배열

이차원 이상으로 구현 된 배열
평면 (2차원 배열)이나 공간(3차원 배열)을 활용한 프로그램 구현

2차원 배열 예제

TwoDimensionTest.java

public class TwoDimensionTest {

	public static void main(String[] args) {

		int[][] arr = {{1,2,3}, {1,2,3,4}};
		
		int i,j;
		
		for(i=0; i<arr.length; i++) {
			
			for(j=0; j<arr[i].length; j++) {
				System.out.print(arr[i][j] + ",");
			}
			System.out.println("\t"+arr[i].length);
		}
		
	}

}

23. 객체 배열을 구현한 클래스 ArrayList

java.util 패키지에서 제공되는 ArrayList

기존의 배열 선언과 사용 방식은 배열의 길이를 정하고 요소의 개수가 배열의 길이보다 커지면 배열을 재할당하고 복사해야했음
배열의 요소를 추가하거나 삭제하면 다른 요소들이 이동에 대한 구현을 해야 함
ArrayList는 객체 배열을 좀 더 효율적으로 관리하기 위해 자바에서 제공해주는 클래스
이미 많은 메서드들이 최적의 알고리즘으로 구현되어 있어 각 메서드의 사용 방법만 익히면 유용하게 사용가능

ArrayList의 주요 메서드

ArrayListTest.java

import java.util.ArrayList;
import ch21.Book;

public class ArrayListTest {

	public static void main(String[] args) {

		ArrayList<Book> library = new ArrayList<>();
		
		library.add(new Book("태백산맥1", "조정래"));
		library.add(new Book("태백산맥2", "조정래"));
		library.add(new Book("태백산맥3", "조정래"));
		library.add(new Book("태백산맥4", "조정래"));
		library.add(new Book("태백산맥5", "조정래"));
		
		for(int i=0; i<library.size(); i ++) {
			library.get(i).showInfo();
		}
		
	}

}

24. ArrayList를 활용한 성적 산출 프로그램

예제 시나리오

Student.java

import java.util.ArrayList;

public class Student {

	int studentID;
	String studentName;
	
	ArrayList<Subject> subjectsList;
	
	Student(int studentID, String studentName) {
		this.studentID = studentID;
		this.studentName = studentName;
		
		subjectsList = new ArrayList<>();
	}
	
	public void addSubject(String name, int point) {
		Subject subject = new Subject();
		subject.setName(name);
		subject.setScorePoint(point);
		
		subjectsList.add(subject);
	}
		
	public void showScoreInfo() {

		int total = 0;
		for( Subject subject : subjectsList ) {
			total += subject.getScorePoint();
			System.out.println(studentName + "학생의 " + subject.getName() + " 과목의 성적은 " + subject.getScorePoint() + " 입니다.");
		}
		System.out.println( studentName + " 학생의 총점은 " + total +" 점 입니다.");
		
	}
}

Subject.java

public class Subject {

	private String name;
	private int scorePoint;
	
	public String getName() {
		return name;
	}
	public void setName(String name) {
		this.name = name;
	}
	public int getScorePoint() {
		return scorePoint;
	}
	public void setScorePoint(int scorePoint) {
		this.scorePoint = scorePoint;
	}
}

StudentSubjectTest.java

public class StudentSubjectTest {

	public static void main(String[] args) {

		Student studentLee = new Student(1001, "Lee");
		Student studentKim = new Student(1002, "Kim");
		
		studentLee.addSubject("국어", 100);
		studentLee.addSubject("수학", 50);	
		
		studentKim.addSubject("국어", 70);
		studentKim.addSubject("수학", 85);
		studentKim.addSubject("영어", 100);
		
		studentLee.showScoreInfo();
		System.out.println("================");
		studentKim.showScoreInfo();
	}

}

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