[Java] 배열

배열 array

같은 타입의 여러 변수를 하나의 묶음으로 다루는 것.

가장 기본적인 형태의 자료구조.

모든 데이터가 연속적으로 존재한다.

• 장점
  

    구조가 간단하며 사용하기 쉽다.

    접근시간(데이터를 읽어오는데 걸리는 시간)이 가장 빠르다.

• 단점
  

    크기 변경 불가 →  새로운 배열을 생성하여 데이터를 복사하는 작업 필요. 충분히 큰 크기로 만들어둘 경우 메모리가 낭비된다.

    비순차적인 데이터의 추가/삭제에 시간이 많이 걸림

                              →  중간에 데이터를 추가/삭제할 경우 빈자리를 만들기 위해 다른 데이터들을 복사해서 이동해야 한다.

선언

타입[] 변수이름;

타입 변수이름[];

타입 또는 변수이름 뒤에 배열임을 의미하는 대괄호[]를 붙인다.

배열의 저장공간을 가리키는 참조변수를 선언한다. = 참조변수를 위한 공간을 만든다.

int[] array;
int array[];

생성

• 선언과 동시에 생성
  

    타입[] 변수이름 = new 타입[길이];

• 선언 후 생성
  

    타입[] 변수이름;

    변수이름 = new 타입[길이];

new 연산자와 함께 배열의 타입과 길이를 지정한다.

배열을 생성해야만 비로소 값을 저장할 수 있는 공간들이 만들어진다.

생성된 배열의 각 저장공간을 배열의 요소(element)라 칭하며, '배열이름[index]'의 형식으로 접근한다.

각 배열의 요소는 자동적으로 타입의 기본값으로 초기화된다.

• 배열 선언. 배열 생성 전
  

int[] arrayName;

• 배열 생성 후
  

arrayName = new int[legth];

한 동으로만 된 아파트가 있다고 가정했을 때,

address는 아파트 주소(A동), index는 집 호수(A동101호, A동102호, A동103호...)다.

Index

배열의 요소마다 붙여진 일련번호(범위: 0 ~ 배열길이-1).

각 요소를 구별한다.

상수 대신 변수나 수식을 사용할 수 있다.

대괄호 안에 수식이 포함된 경우 수식을 먼저 계산한 후 요소를 찾는다.

!! index의 범위를 벗어난 값을 사용해선 안된다.

변수의 값은 실행 시에 대입되므로 컴파일러는 이 값이 index의 유효 범위 안에 있는 지 확인할 수 없다.

유효하지 않은 값을 사용할 경우 실행 시 에러가 발생한다.

int[] arr = new int[3];

for (int i = 0; i < 3; i++) {
    arr[i] = i * 10;
}

int i = 3;
int tmp = arr[i + 2];
//        arr[3+2];
//        arr[5];    error 

길이

배열의 요소의 개수.

값을 저장할 수 있는 공간의 개수.

int 범위의 0을 포함한 양의 정수여야 한다.

배열은 한번 생성하면 길이를 변경할 수 없다.

• 배열이름.length
  

    배열이 가진 공간의 개수(상수)를 반환한다.

    java에서는 JVM이 모든 배열의 길이를 별도로 관리한다.

    배열의 길이가 변경되면 자동적으로 변경된 배열의 길이를 값으로 갖기 때문에

    for문의 조건식에서 배열의 길이를 직접 입력하는 것보다 코드의 관리가 쉽고 에러가 발생할 확률이 적다.

int[] arr = new int[3];

for (int i = 0; i < arr.length; i++) {
    arr[i] = i * 10;
} 

• 길이 변경
  

    배열에 저장 공간이 부족한 경우 더 큰 배열을 새로 생성하여 그 안에 복사하면 된다.

    그러나 비용이 많이 들기 때문에, 처음부터 기존 길이의 2배 정도로 생성하는 것이 좋다. (너무 크면 메모리 낭비!)

    배열은 참조변수를 통해서만 접근할 수 있기 때문에, 자신을 가리키는 참조변수가 없으면 사용할 수가 없어져서

    JVM의 Garbage Collector에 의해 자동적으로 메모리에서 제거된다.

초기화

배열은 생성과 동시에 자동적으로 자신의 타입에 맞는 기본값으로 초기화된다.

만일 원하는 값으로 저장하려면 각 요소마다 값을 지정해야 한다.

int[] arr = new int[3];
arr[0] = 1;
arr[1] = 2;
arr[2] = 3;

• for문 사용하기
  

    저장하려는 값에 일정한 규칙이 있다면 for문을 이용할 수 있다.

int[] arr = new int[3];

for (int i = 0; i < arr.length; i++) {
    arr[i] = i + 1;
}

• 괄호 { }
  

    일정 규칙이 없는 경우, 괄호 안에 저장할 값들을 쉼표로 구분해서 나열하면 된다.

    배열의 길이는 괄호 안에 적힌 값의 개수에 의해 자동적으로 결정된다.

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

• new 타입[] 생략
  

    선언과 동시에 생성을 같이 할 경우 'new 타입[]'을 생략하여 코드를 단순화 할 수도 있다.

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

int[] arr;
arr = {1, 3, 2, 6};          // error

• 매개변수
  

    매개변수로 배열을 받는 메서드를 호출할 경우 'new 타입[]'을 생략할 수 없다.

void love() {
    int result = methodName(new int[]{1, 3, 2, 6});
    int result = methodName({1, 3, 2, 6});           // error
}

int methodName(int[] arr) {
    return arr[0];
}

• 길이가 0인 배열
  

    괄호 안을 비워두면 길이가 0인 배열이 생성된다.

    배열을 가리키는 참조변수는 기본값 null 대신 길이가 0인 배열로 초기화하기도 한다.

int[] arr0 = new int[0];
int[] arr1 = new int[]{};
int[] arr2 = {};

• Arrays.toString(배열이름)
  

    배열의 모든 요소를 '[첫 번째 요소, 두 번째 요소 ...]'의 형식으로 문자열을 만들어서 반환한다.

    배열의 내용을 쉽게 확인할 수 있다.

int[] arr = {1, 2, 3};

System.out.println(arr);                        // 타입@주소 형식으로 출력
System.out.println(Arrays.toString(arr));       // [1, 2, 3]

복사

• for문 이용.
  

    기본 배열보다 큰 배열을 만들어서 그 안에 기존 배열의 모든 요소에 저장된 값을 하나씩 복사한다.

    기존 참조변수에 새 참조변수의 값을 저장하면, 새 배열의 주소를 갖게 되고 기존 주소의 배열은 사라진다.

int[] arr = {1, 2, 3};
int[] temp = new int[arr.length * 2];

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

• 복사 전
  

• 복사 후
  

•  System.arraycopy(arr, num, newArr, newNum, length)

    지정된 범위의 값들을 한 번에 통째로 복사한다.

    배열 arr[num]번째부터 length개의 데이터를 새 배열 newArr[newNum]부터 복사한다.

int[] arr = {1, 2, 3};
int[] temp = {6, 6, 6, 6, 6, 6};

System.arraycopy(arr, 0, temp, 3, 3);
System.out.println(Arrays.toString(temp));  // [6, 6, 6, 1, 2, 3]

String 배열

참조형 배열의 경우 배열에 저장되는 것은 객체의 주소다.

• charAt(int index)
  

    문자열에서 해당 index에 있는 문자를 반환한다. = 배열이름[index]과 동일.

String str = "ABCDEFG";
System.out.println(str.charAt(1));    // B

• substring(int from, int to)
  

    index from번째부터 index to-1번째까지 범위 내의 문자열을 반환한다.

String str = "ABCDEFG";
System.out.println(str.substring(1, 6));    // BCDEF  

• char 배열과 String 클래스의 변환
  

char[] chArr = {'a', 'b', 'c'};

String str = new String(chArr);       // char 배열 → String
System.out.println(str);              // abc

char[] temp = str.toCharArray();      // String → char 배열
System.out.println(temp[0]);          // a

참고 서적: 자바의 정석 3판