Map

키(Key)와 값(Value)을 하나의 쌍으로 묶어 저장하는 자료 구조로, 키를 통해 값을 빠르게 탐색하는 데 최적화되어 있다.

Map 인터페이스 다이어그램

Map Interface

Map 인터페이스는 List나 Set과는 달리 Collection 인터페이스를 상속받지 않는다.

• 하나의 쌍(pair)을 엔트리(Entry)라고 부르며, Map은 이 Entry 객체들을 관리

• 키(Key)는 Map 내에서 유일해야 하며(중복 불가), 값(Value)은 중복 가능

• Map 자체는 순회(iteration)를 직접 지원하지 않으므로, 키나 값의 집합을 얻어와 순회해야 함

  • keySet(): Map의 모든 키를 Set 형태로 반환

  • values(): Map의 모든 값을 Collection 형태로 반환

  • entrySet(): Map의 모든 Entry(키-값 쌍)를 Set 형태로 반환

Map 하위 Class 특징

Class	Base Class	Base Interface	순서 보장	탐색 시간
HashMap	AbstractMap	Map	X	O(1)
TreeMap	SortedMap	NavigableMap	O	O(log n)
LinkedHashMap	HashMap	Map	O	O(1)

HashMap

HashMap은 해시 테이블(Hash Table) 자료구조를 기반으로 구현되었다.

• 내부적으로 Entry 객체를 저장하는 배열(해시 버킷)을 사용

• put(key, value) 메서드 호출 시, key 객체의 hashCode() 메서드를 기반으로 해시 값 계산

  • equals()와 hashCode() 메서드를 올바르게 재정의(override)해야 의도대로 동작

• 해시 충돌

  • Java 8 이전: 연결 리스트(Separate Chaining) 방식으로 충돌 처리

  • Java 8 이후: 충돌이 심한 경우, 연결 리스트를 레드-블랙 트리(Red-Black Tree) 구조로 변환하여 데이터 관리

TreeMap

TreeMap은 Red-Black Tree라는 이진 검색 트리(Binary Search Tree)를 기반으로 구현되었다.

• 데이터를 저장할 때 키(Key) 값을 기준으로 자동 정렬

• 객체는 Comparable 인터페이스를 구현(자연 정렬)하거나, TreeMap 생성 시 Comparator 구현 필요

LinkedHashMap

LinkedHashMap은 HashMap을 상속받아, 해시 테이블의 장점과 연결 리스트의 장점을 결합한 자료구조다.

• HashMap과 동일하게 해시 테이블을 기반으로 동작

• 내부에서 양방향 연결 리스트를 사용하여 모든 Entry를 연결하여 데이터가 삽입된 순서를 유지

  • 삽입된 순서(Insertion Order)대로 순회 가능

• 생성자 옵션을 통해 최근 접근 순서(Access Order)로 순서를 유지하도록 설정 가능

  • LRU(Least Recently Used) 캐시 구현에 유용