[ JAVA ] HashMap

'키에 대한 해시 값을 사용하여 값을 저장하고 조회하며, 키-값 쌍의 개수에 따라 동적으로 크기가 증가하는 associate array'

 

 associate array : Map, Dictionary, Symbol Table 등

 

HashMap에 알아보기 전 Map에 대해 알아보자 

 

Map 이란?

Map은 Key-Value의 Mapping이다. 즉, 모든 Key가 정확히 하나의 Value에 Mapping되고 Key를 사용하여 Map에서 해당 Value를 검색할 수 있습니다.

 

또한  Key와 Value는 모두 객체로 Value는 중복저장될 수 있지만 Key는 중복저장이 불가합니다. 

 

단순히 List에 값을 추가 하지 않는 이유, HashMap이 필요한 이유는 무엇일까?  간단한 이유는 성능때문입니다. 

List에서 특정 요소를 찾으려면 시간 복잡도가 O(n), 이진탐색을 사용하여 목록 정렬 시 시간 복잡도가  O(log n) 이 됩니다.

 

HashMap 의 장점은 값을 삽입하고 검색하는 시간 복잡도가 평균 O(1) 이라는 것입니다. 

 

HashMap 이란?

HashMap은 Map인터페이스를 구현하고 있는 대표적인 클래스입니다. 이름 그대로 해싱(Hashing)을 사용하기 때문에 많은 양의 데이터를 검색하는데 있어서 뛰어난 성능을 보입니다.

출처 : https://coding-factory.tistory.com/556

 

HashMap은 해시함수를 통해 키와 값이 저장되는 위치를 결정하므로 사용자는 그 위치를 알 수없고, 삽입되는 순서와 위치 또한 관계가 없습니다.

 

1) HashMap은 모든 요소를 반복하는 대신 키를 기반으로 값의 위치를 계산한다.

2) 대부분의 경우 변경할 수 없는 키를 사용해야하거나 변경 가능한 키 사용시 최소한 결과를 알고있어야 한다.

 

예제를 통해 HashMap의 사용법에 대해 알아봅시다. 

 

1. Set up

먼저 간단한 class를 생성해보자 

public class Product {
    private String name;
    private String description;
    private List<String> tags;

    // standard getters/setters/constructors

    public Product addTagsOfOtherProduct(Product product) {
        this.tags.addAll(product.getTags());
        return this;
    }
}

2. Put

이제 String 유형의  Key와 Product 유형의 요소를 사용하여 HashMap을 생성할 수 있다.

Map<String, Product> productsByName = new HashMap<>();

그리고 HashMap에 제품을 추가하자 

Product eBike = new Product("E-Bike", "A bike with a battery");
Product roadBike = new Product("Road bike", "A bike for competition");
productsByName.put(eBike.getName(), eBike);
productsByName.put(roadBike.getName(), roadBike);

3. Get

Key로 Map에서 값을 검색할 수 있다.

Product nextPurchase = productsByName.get("E-Bike");
assertEquals("A bike with a battery", nextPurchase.getDescription());

만약 Map에 존재하지 않는 키의 값을 검색하면 null값을 얻게 된다.

Product nextPurchase = productsByName.get("Car");
assertNull(nextPurchase);

이미 존재하는 동일한 키를 삽입하면 마지막에 삽입된 값을 가져온다.

Product newEBike = new Product("E-Bike", "A bike with a better battery");
productsByName.put(newEBike.getName(), newEBike);
assertEquals("A bike with a better battery", productsByName.get("E-Bike").getDescription());

4. Null as the Key

HashMap을 사용하면 null을 키로 사용할 수있다.

Product defaultProduct = new Product("Chocolate", "At least buy chocolate");
productsByName.put(null, defaultProduct);
Product nextPurchase = productsByName.get(null);
assertEquals("At least buy chocolate", nextPurchase.getDescription());

5. Values with the Same Key

또한 다른 키로 동일한 객체를 두 번 삽입할 수 있다.

productsByName.put(defaultProduct.getName(), defaultProduct);
assertSame(productsByName.get(null), productsByName.get("Chocolate"));

6. Remove Value

HashMap에서 Key-Value 매핑 제거 

productsByName.remove("E-Bike");
assertNull(productsByName.get("E-Bike"));

7. Check If a Key or Value Exists in the Map

Map에 Key또는 Value가 있는지 확인하려면 containsKey(),  containsValue() 메서드를 사용한다.

productsByName.containsKey("E-Bike");
productsByName.containsValue(eBike);

해당 예제에서 두 메서드는 모두 true를 반환한다. 매우 유사해보이지만 이 두 메서드 호출에는 성능차이가 있다.

키가 있는지 확인하는 복잡도는 O(1)인 반면 값을 확인하는 복잡도는 Map의 모든 요소를 반복해야하기 때문에  O(n)이다.

8. Iterating Over a HashMap

Key

for(String key : productsByName.keySet()) {
        Product product = productsByName.get(key);
}

Key-Value

for(Map.Entry<String, Product> entry : productsByName.entrySet()) {
        Product product =  entry.getValue();
        String key = entry.getKey();
        //do something with the key and value
}

Value

List<Product> products = new ArrayList<>(productsByName.values());

 

 

 

자바 HashMap 가이드

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