[코틀린 기초] Collection 컬렉션(List, Map, Set 등)

Kotlin Collection

 

1. Collection Types

코틀린은 자체적으로 기본 컬렉션 타입인 List, Set, Map을 제공하고 있습니다.

코틀린은 두가지 성격의 컬렉션을 제공합니다. 

 - 가변 컬렉션(mutable) : 자바의 컬렉션처럼 가변적으로 삽입, 수정, 삭제 작업이 가능한 컬렉션

 - 불변 컬렉션(immutable) : 자바의 unmodifiableList 처럼 해당 컬렉션의 인스턴스 뿐만아니라 내부 값까지도 불변하도록 처리하는 컬렉션 타입

kotlin collection architecture

 

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2. 컬렉션 생성하기.

• Immutable List

val roomTypeList = listOf("원룸", "투룸", "아파트", "오피스텔")

- 해당 list의 참조를 확인해보았을 때, 추가, 수정, 삭제 함수가 없다. -> 컬렉션 내부를 변경할 수 없음.

 

• Mutable List

val mutableRoomTypeList = mutableListOf<String>()
mutableRoomTypeList.add("원룸")
mutableRoomTypeList.add("투룸")
mutableRoomTypeList.add("아파트")
mutableRoomTypeList.add("오피스텔")

- 이런식으로 직접 add 메소드로 추가하는 방식이 있다.

- 이 방법보다는 아래의 방법을 많이 추천!

val mutableRoomTypeList = mutableListOf<String>().apply {
    add("원룸")
    add("투룸")
    add("아파트")
    add("오피스텔")
}

- apply 함수를 사용하면 불필요한 참조 호출 부분은 코드에서 사라진다.

 

• Immutable Set

val numberSet = setOf(1,2,3,4)

• Mutable Set (apply 함수 활용)

mutableSetOf<Int>().apply { 
    add(1)
    add(2)
    add(3)
    add(4)
}

 

• Immutable Map

var numberMap = mapOf("one" to 1, "two" to 2)

- 이런식으로 key와 value를 직접 to 키워드를 사용하여 지정해줄 수 있다.(to 키워드를 중위 함수라고 한다.)

 

• Mutable Map

val mutableNumberMap = mutableMapOf<String, Int>()
mutableNumberMap["one"] = 1 // 선호
mutableNumberMap.put("two", 2)

- 위처럼 두가지의 표현이 가능한데, 두번째는 Java와의 형태적 유사함을 가져갔지만 코틀린에서는 첫번째 표현을 선호한다. 가독성이 더 좋다.

 

컬렉션 빌더를 통한 생성.

- buildList, buildSet, buildMap 3가지 종류의 컬렉션 빌더를 제공한다.

- 해당 함수의 내부에서는 가변(mutable)으로 동작하고 결과로써 return된 이후로는 불변(immutable)으로 동작한다.

val buildList: List<String> = buildList {
    // 이 안에서는 마음껏 넣을 수있지만 한번 리턴되면 immutable 하게 변경된다.
    add("원룸")
    add("투룸")
    add("쓰리룸")
}

 

- 특정 구현체를 사용하기 위해서는 직접 구현해주면 된다.

// linkedList
val linkedList = LinkedList<String>().apply {
    addFirst("원룸") // 이렇게 컬렉션 고유의 함수도 사용가능하다.
    add("투룸")
    addLast("쓰리룸")
}
// arrayList
val arrayList = ArrayList<String>().apply {
    add("원룸")
    add("투룸")
    add("쓰리룸")
}

 

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3. 컬렉션 반복하기

- Java의 java.util.Collection 인터페이스처럼 Kotlin의 Collection 인터페이스 또한 Iterable 인터페이스를 상속하고 있다.

- 따라서 Iterator 반복자를 이용한 루핑이 가능하다.

• Iterator 반복

val roomTypeList = listOf("원룸", "투룸", "아파트", "오피스텔")
val iterator = roomTypeList.iterator()
while(iterator.hasNext()) {
    println(iterator.next())
}
// 원룸
// 투룸
// 아파트
// 오피스텔

• foreach문을 통한 반복

for (roomType in roomTypeList) {
    println(roomType)
}

- 자바와 크게 다르지 않다.

 

• forEach{ } 함수를 통한 반복

roomTypeList.forEach {
    println(it)
}

- it이란 키워드는 코틀린에서 forEach { } 함수 내에서 루핑 컬렉션의 요소를 지칭하는 키워드이다. (forEach{ } 같은 함수를 인라인 함수라고 부른다.)

- 이러한 인라인함수를 이용해 많은 코드가 절약된다.

 

foreach문으로 변환하기

val lowerList = listOf("a", "b", "c")
val upperList = mutableListOf<String>()
for (word in lowerList) {
    upperList.add(word.uppercase())
}

map { } 인라인 함수로 변환하기

val lowerList = listOf("a", "b", "c")
lowerList.map { it.uppercase() }

- code가 간단해서 많이 차이나진 않지만 행위 자체가 1개의 로우로 처리할 수 있어서 좋아보인다.

 

좀더 복잡한 코드로 보자.

val filteredList = mutableListOf<String>()
for (upperCase in upperList) {
	if (upperCase == "A" || upperCase == "C") {
	  filteredList.add(upperCase)
	}
}
println(filteredList)
// 출력결과 : [A, C]

val filteredList = upperList.filter { it == "A" || it == "C" }
println(filteredList)
// [A, C]

- "A" 이거나 "C"일때만 가져오겠다는 것이 직관적이다.

 

그런데!!

 

이러한 코틀린 인라인 함수를 Java를 써봤던 사람이라면 조금 익숙할지 모르겠다. 더 자세히 말하면 JDK 1.8 이상 버전을 써보신 분 그리고 stream을 많이 활용해보신 분들이라면 크게 다르게 느껴지지 않을 것 같은 문법이다.

 

하지만 java stream과의 차이는 있다.

 

stream의 경우 filter, map, flatMap 등의 메소드는 체이닝을 통해 해당 연산을 지연한다. 따라서 collect() 같은 최종 연산자를 호출해주지 않으면 이전 연산들이 실행되지 않게 된다.

 

코틀린의 인라인 함수는 매번 최종 연산을 진행하기 때문에 연산 지연이 일어나지는 않지만 계속 collection을 생산해내게 된다. 그래서 코틀린에서는 filter, map 같은 함수를 사용할 때 체이닝을 통해서 진행하게 된다면 매번 새로운 collection 인스턴스를 생성해내기 때문에 heap에 메모리가 계속 쌓이게 될것이다.

 

val filteredList = upperList
    .filter { it == "A" || it == "C" }
    .map {it.uppercase()}

따라서 코틀린에서 위의 코드는 (upperList 1개), (filter된 upperList 1개), (uppercase가 적용된 upperList 1개 = filteredList) 이런 식으로 heap에 메모리가 쌓이게 된다. -> 결국 불필요한 메모리가 낭비되게 된다는 것이다.

 

그럼 코틀린에서는 이런 stream 처럼 Lazy 하게 동작시킬 수는 없을까?

(잠시 설명하자면 코틀린 collection에서 .stream()으로 호출하는 것은 엄연히 Java 클래스의 Stream이다. 따라서 코틀린 자체에서 동작한다고 보기는 어렵다.)

 

val filteredList = upperList
        .asSequence()
        .filter { it == "A" || it == "C" }
        .toList()

println(filteredList)
// [A, C]

- 이런식으로 asSequance() 함수를 컬렉션 초입에 선언해준다.

- 내부적으로 각각의 함수가 실행할 때, 시퀀스를 생성하고 최종 연산자를 호출할 때 1개의 컬렉션 인스턴스를 생성해준다.

- 일반적인 단건 호출에 대해서는 인라인 함수가 빠르고 가독성도 좋아 간편하지만 대량의 컬렉션을 다루게 된다면 시퀀스 api를 사용하는게 타당해 보인다.