자바 중급 2편 - ArrayList(3)

📌 제네릭이란?

• 자바의 제네릭(Generic)은 클래스나 메서드를 정의할 때 타입을 파라미터화하여, 컴파일 시점에서 타입안정성을 보장하고 형변환을 줄이는 장점이 있다

MyArrayListV3

package com.example.collection.array;

import java.util.Arrays;

public class MyArrayListV3 {


    private static final int DEFAULT_CAPACITY = 5;

    private Object[] elementData;

    private int size = 0;

    public MyArrayListV3() {
        elementData = new Object[DEFAULT_CAPACITY];
    }

    public MyArrayListV3(int initialCapacity) {
        elementData = new Object[initialCapacity];
    }

    public int size() {
        return size;
    }

    public void add(Object e) {

        // 코드 추가
        if (size == elementData.length) {

            grow();

        }

        elementData[size++] = e;

    }

    // 코드 추가
    public void add(int index, Object e) {
        if (size == elementData.length) {

            grow();

        }

        // 데이터 이동

        shiftRightFrom(index);

        elementData[index] = e;
        size++;
    }

    // 코드 추가, 요소의 마지막부터 index까지 오른쪽으로 밀기
    private void shiftRightFrom(int index) {

        for (int i = size; i > index ; i--) {
            elementData[i] = elementData[i - 1];
        }


    }



    // 코드 추가
    private void grow() {
        int oldCapacity = elementData.length;
        int newCapacity =oldCapacity * 2;

        // 배열을 새로만들고, 기존 배열을 새로운 배열에 복사


        elementData = Arrays.copyOf(elementData, newCapacity);
    }


    public Object get(int index) {
        return elementData[index];
    }

    public Object set(int index, Object e) {

        Object oldValue = get(index);

        elementData[index] = e;

        return oldValue;
    }

    // 코드 추가
    public Object remove(int index) {

        Object oldValue = get(index);

        // 데이터 이동
        shiftLeftFrom(index);

        size--;

        elementData[size] = null;
        return oldValue;

    }

    // 코드 추가 요소의 index부터 마지막까지 왼쪽으로 밀기
    private void shiftLeftFrom(int index) {


        for (int i = index; i < size - 1; i++) {

            elementData[i] = elementData[i + 1];

        }


    }

    public int indexOf(Object o) {

        for (int i = 0; i < size; i++) {
            if (o.equals(elementData[i])) {
                return i;
            }
        }

        return -1;
    }

    public String toString() {

        return Arrays.toString(Arrays.copyOf(elementData, size)) + " size = " + size + ", capacity = " + elementData.length;

    }


}

 

V3의 한계: Object 타입의 문제

MyArrayListV3 numberList = new MyArrayListV3();
numberList.add(1);
numberList.add(2);
numberList.add("문자3"); // 잘못된 타입 입력 가능

 

• Object로 모든 타입 허용 → 타입 혼동 가능
• 데이터를 꺼낼 때 형변환(다운캐스팅) 필수 → ClassCastException 위험

 

 

✅ V4: 제네릭 적용 (MyArrayListV4)

 

package com.example.collection.array;

import java.util.Arrays;

public class MyArrayListV4<E> {


    private static final int DEFAULT_CAPACITY = 5;

    private Object[] elementData;

    private int size = 0;

    public MyArrayListV4() {
        elementData = new Object[DEFAULT_CAPACITY];
    }

    public MyArrayListV4(int initialCapacity) {
        elementData = new Object[initialCapacity];
    }

    public int size() {
        return size;
    }

    public void add(E e) {

        // 코드 추가
        if (size == elementData.length) {

            grow();

        }

        elementData[size++] = e;

    }

    // 코드 추가
    public void add(int index, E e) {
        if (size == elementData.length) {

            grow();

        }

        // 데이터 이동

        shiftRightFrom(index);

        elementData[index] = e;
        size++;
    }

    // 코드 추가, 요소의 마지막부터 index까지 오른쪽으로 밀기
    private void shiftRightFrom(int index) {

        for (int i = size; i > index ; i--) {
            elementData[i] = elementData[i - 1];
        }


    }



    // 코드 추가
    private void grow() {
        int oldCapacity = elementData.length;
        int newCapacity =oldCapacity * 2;

        // 배열을 새로만들고, 기존 배열을 새로운 배열에 복사


        elementData = Arrays.copyOf(elementData, newCapacity);
    }


    @SuppressWarnings("unchecked")
    public E get(int index) {
        return (E) elementData[index];
    }

    public E set(int index, Object e) {

        E oldValue = get(index);

        elementData[index] = e;

        return oldValue;
    }

    // 코드 추가
    public E remove(int index) {

        E oldValue = get(index);

        // 데이터 이동
        shiftLeftFrom(index);

        size--;

        elementData[size] = null;
        return oldValue;

    }

    // 코드 추가 요소의 index부터 마지막까지 왼쪽으로 밀기
    private void shiftLeftFrom(int index) {


        for (int i = index; i < size - 1; i++) {

            elementData[i] = elementData[i + 1];

        }


    }

    public int indexOf(E o) {

        for (int i = 0; i < size; i++) {
            if (o.equals(elementData[i])) {
                return i;
            }
        }

        return -1;
    }

    public String toString() {

        return Arrays.toString(Arrays.copyOf(elementData, size)) + " size = " + size + ", capacity = " + elementData.length;

    }


}

 

 

• E는 타입 파라미터 (보통 Element의 줄임말)
• 내부는 여전히 Object[] 배열을 사용하지만, 입력/출력 시 타입 안정성 확보

 

⚠️ 왜 Object 배열을 그대로 쓸까?

// 불가능한 코드
E[] elementData = new E[DEFAULT_CAPACITY]; // 컴파일 오류

// 실제 구현
Object[] elementData = new Object[DEFAULT_CAPACITY];

 

 

• 자바의 제네릭은 타입 소거(type erasure) 때문에 런타임에 타입 정보를 알 수 없음
• 따라서 Object[]로 생성하고 get시 강제 캐스팅 → 안전하게 쓰려면 E 타입만 넣도록 제한

 

🧹 성능 & 단점 정리

연산	시간복잡도
마지막에 추가	O(1)
앞/중간에 추가	O(n)
마지막에 삭제	O(1)
앞/중간에 삭제	O(n)
인덱스 조회	O(1)
값 검색	O(n)

단점

1. 배열 기반 → 초기 크기 설정 어려움 (크기 초과 시 grow 필요)
2. 중간 삽입/삭제 시 데이터 이동 필요 → O(n)

 

출처: 인프런 자바 중급 2편 - 김영한