[JAVA/자바] 배열과 리스트

자바에서는 배열과 리스트라는 자료구조가 있다.

두 자료구조 모두 겉으로 봤을 때는 비슷하지만 파헤쳐보면 꽤나 다른 쓰임새를 보인다.

나는 해당 부분에 더 정확한 이해와 알맞은 사용을 위해 공부를 한 후 포스팅해보려고 한다.

 

배열 (Array)

배열의 정의

• 배열은 고정된 크기의 동일한 타입의 데이터를 연속된 메모리 공간에 저장하는 자료구조이다.
• 배열은 인덱스(index)를 사용하여 데이터에 접근하며, 첫 번째 요소의 인덱스는 0이다.

배열에서의 인덱스

• 인덱스는 배열의 각 요소를 식별하고 접근하기 위한 정수 값이다.
• 인덱스를 사용하면 요소에 직접 접근할 수 있어 매우 빠르며, 시간 복잡도는 O(1)이다.

 

리스트 (List)

리스트의 정의

• 리스트는 자바에서 제공하는 컬렉션 프레임워크(Collection Framework)의 한 구성 요소로, 동적으로 크기를 조절할 수 있는 자료구조이다.
• 리스트는 배열보다 유연하며, 요소를 추가하거나 삭제하는 작업이 간단하다.

리스트에서의 노드

• 리스트 중 LinkedList는 노드(node) 기반의 자료구조이다.
• 노드는 데이터를 저장하는 값(value)과 다음 노드를 가리키는 참조(reference)로 구성된다.
• 노드 기반 구조는 삽입과 삭제가 용이하며, 데이터 크기가 동적으로 변할 때 적합하다.

 

배열과 리스트의 주요 차이점

특성	배열(Array)	리스트(List)
크기	고정 크기	동적 크기 조절 가능
데이터 접근 방식	인덱스를 사용한 직접 접근	노드 기반의 순차 접근
삽입/삭제 효율성	삽입/삭제가 어렵고 비효율적	삽입/삭제가 쉽고 유연함
메모리 사용	상대적으로 적음	더 많은 메모리 사용

 

1. 크기 고정 vs 크기 동적

배열은 크기가 고정되어 있으므로 생성 후 크기를 변경할 수 없지만,

리스트는 필요에 따라 크기를 동적으로 조절할 수 있다.

import java.util.ArrayList;

public class ArrayVsList {
    public static void main(String[] args) {
        // 배열 생성 (고정 크기)
        int[] array = new int[3];
        array[0] = 10;
        array[1] = 20;
        array[2] = 30;
        // array[3] = 40; // 오류: 배열의 크기를 초과하여 값 추가 불가

        // ArrayList 생성 (동적 크기)
        ArrayList<Integer> list = new ArrayList<>();
        list.add(10);
        list.add(20);
        list.add(30);
        list.add(40); // 동적으로 크기 증가

        System.out.print("배열: ");
        for (int num : array) {
            System.out.print(num + " ");
        }
        System.out.println("\n리스트: " + list);
    }
}

 

- 출력결과

배열: 10 20 30 
리스트: [10, 20, 30, 40]

 

2. 삽입/삭제의 차이

배열은 특정 위치에 값을 삽입하거나 삭제하기가 번거롭지만, 리스트는 이를 쉽게 처리할 수 있다.

 

import java.util.ArrayList;

public class ArrayVsListInsertDelete {
    public static void main(String[] args) {
        // 배열
        int[] array = {10, 20, 30, 40};
        // 배열에서 요소를 삭제하려면 새로운 배열을 만들어야 함
        int[] newArray = new int[array.length - 1];
        System.arraycopy(array, 0, newArray, 0, 2); // 10, 20 복사
        System.arraycopy(array, 3, newArray, 2, array.length - 3); // 40 복사

        // 리스트
        ArrayList<Integer> list = new ArrayList<>();
        list.add(10);
        list.add(20);
        list.add(30);
        list.add(40);
        list.remove(2); // 30 삭제

        System.out.print("배열 (삭제 후): ");
        for (int num : newArray) {
            System.out.print(num + " ");
        }
        System.out.println("\n리스트 (삭제 후): " + list);
    }
}

 

- 출력결과

배열 (삭제 후): 10 20 40 
리스트 (삭제 후): [10, 20, 40]

 

3. 접근 속도

배열은 인덱스를 통해 직접 요소에 접근하므로 빠르다(O(1)).

반면, 리스트(특히 LinkedList)는 요소를 순차적으로 탐색해야 하므로 느릴 수 있다(O(n)).

 

import java.util.ArrayList;
import java.util.LinkedList;

public class ArrayVsListAccess {
    public static void main(String[] args) {
        // 배열
        int[] array = {10, 20, 30, 40};
        System.out.println("배열의 2번째 요소: " + array[1]); // 인덱스를 통한 직접 접근

        // ArrayList
        ArrayList<Integer> arrayList = new ArrayList<>();
        arrayList.add(10);
        arrayList.add(20);
        arrayList.add(30);
        arrayList.add(40);
        System.out.println("ArrayList의 2번째 요소: " + arrayList.get(1)); // 인덱스를 통한 직접 접근

        // LinkedList
        LinkedList<Integer> linkedList = new LinkedList<>();
        linkedList.add(10);
        linkedList.add(20);
        linkedList.add(30);
        linkedList.add(40);
        System.out.println("LinkedList의 2번째 요소: " + linkedList.get(1)); // 순차 탐색
    }
}

 

- 출력 결과

배열의 2번째 요소: 20
ArrayList의 2번째 요소: 20
LinkedList의 2번째 요소: 20

 

 

배열과 리스트 요약

1. 배열은 고정된 크기와 빠른 접근 속도가 필요한 경우에 적합하다.
2. 리스트는 유연한 크기 조정과 삽입/삭제 작업이 자주 발생하는 경우에 적합하다.
3. ArrayList는 배열과 비슷하지만 동적 크기를 제공하며, 검색이 빠르다.
4. LinkedList는 노드 기반 구조로 삽입/삭제가 효율적이지만, 검색 속도는 느릴 수 있다.

배열과 리스트는 각각의 특성을 이해하고 적재적소에 활용하는 것이 중요하다.