프로그래밍에는 효율적이고 효과적인 데이터 구조가 중요한 대규모 데이터 세트를 관리하고 조작하는 작업이 포함되는 경우가 많습니다. 배열은 컴퓨터 과학의 기본 데이터 구조이며 동일한 유형의 고정 크기 시퀀스 요소를 저장하는 수단을 제공합니다. 이 블로그에서는 Java 배열의 정의, 구문, 작동 방법, 메모리 관리 등을 통해 Java 배열에 대해 심층적으로 살펴보겠습니다.

어레이가 필요한 이유는 무엇입니까?

Java에서 변수를 사용할 때 다음과 같이 각 변수를 개별적으로 선언하고 초기화할 수 있습니다.

java
int a = 19;
String name = "John Doe";

그러나 동일한 유형의 여러 값을 처리해야 하는 경우 이 접근 방식은 비효율적입니다. 예를 들어 여러 롤 번호나 이름을 저장하려는 경우 각 값을 하드 코딩하는 것은 실용적이지 않습니다. 배열은 값 모음을 효율적으로 저장할 수 있어 유용합니다. 예를 들어 5개의 롤 번호를 저장해야 하는 경우 배열을 활용할 수 있습니다.

배열이란 무엇입니까?

배열은 기본적으로 동일한 유형의 데이터 항목 모음입니다. 배열은 객체뿐만 아니라 정수, 부동 소수점, 문자와 같은 기본 데이터 유형을 저장할 수 있습니다. 예를 들어:

int[] rollNumbers = new int[5];
String[] names = {"Alice", "Bob", "Charlie"};

배열 구문

Java에서 배열을 선언하는 구문은 간단합니다.

dataType[] arrayName = new dataType[size];

예를 들어, 5개의 정수 배열을 생성하려면:

int[] rollNumbers = new int[5];

또는 한 줄로 배열을 선언하고 초기화할 수 있습니다.

int[] rollNumbers = {23, 55, 9, 18, 45};

배열의 특성

동종 요소

배열에서 모든 요소는 동일한 유형이어야 합니다. 단일 배열 내에서 유형을 혼합할 수 없습니다. 예를 들어:

int[] nums = {1, 2, "three"}; // Will cause a compile-time error

고정 크기

배열이 생성되면 크기가 고정됩니다. 크기를 확장하거나 축소할 수 없습니다. 이러한 제약으로 인해 보다 동적인 데이터 요구 사항을 충족하기 위해 ArrayList와 같은 다른 데이터 구조를 선택하게 되는 경우가 많습니다.

내부 메모리 관리

Java의 배열은 다음으로 구성됩니다.

• 스택 메모리: 배열의 참조 변수를 저장합니다.
• 힙 메모리: 실제 배열 객체와 해당 요소를 저장합니다.

배열을 선언하면 스택 메모리에 참조가 생성되고, 힙 메모리에 배열 객체가 저장됩니다.

메모리 할당

배열의 메모리 할당에는 두 가지 중요한 단계가 있습니다.

1. 선언: 참조 변수가 생성되었지만 아무 곳도 가리키지 않습니다.
2. 초기화: 참조 변수는 요소가 포함된 힙의 실제 배열 개체를 가리킵니다.

예를 들어:

int[] rollNumbers; // Declaration
rollNumbers = new int[5]; // Initialization

동적 메모리 할당

Java는 동적 메모리 할당을 수행합니다. 즉, 런타임 시 필요에 따라 메모리를 할당하므로 메모리 관리가 효율적입니다.

배열의 입력과 출력

입력 받기

사용자 입력으로 배열을 채우려면 콘솔에서 입력을 읽는 스캐너와 함께 루프를 사용할 수 있습니다.

Scanner scanner = new Scanner(System.in);
int[] arr = new int[5];
for (int i = 0; i 




  
  
  배열 인쇄


더 읽기 쉬운 출력을 위해 루프나 Arrays.toString() 유틸리티 메서드를 사용하여 배열을 인쇄할 수 있습니다.



for (int i = 0; i 



또는



System.out.println(Arrays.toString(arr));





  
  
  다차원 배열


2차원 배열, 즉 행렬은 배열의 배열입니다. 2D 배열의 구문은 다음과 같습니다:



int[][] matrix = new int[3][3];





  
  
  예




int[][] matrix = {
    {1, 2, 3},
    {4, 5, 6},
    {7, 8, 9}
};




2D 배열에 요소를 동적으로 입력하려면 중첩 루프가 사용됩니다.


  
  
  ArrayList: 동적 대안


Java의 배열은 크기가 고정되어 있어 컴파일 시 요소 수를 알 수 없으면 비효율성이 발생합니다. 이러한 제한은 Java 컬렉션 프레임워크의 일부인 ArrayList 클래스를 사용하여 극복할 수 있습니다.


  
  
  ArrayList 사용


ArrayList 클래스는 동적 크기 조정을 제공합니다. ArrayList를 생성하는 구문은 다음과 같습니다.



ArrayList numbers = new ArrayList();




요소를 동적으로 추가하고 조작할 수 있습니다.



numbers.add(1);
numbers.add(2);
numbers.add(3);
System.out.println(numbers); // Output: [1, 2, 3]

numbers.set(1, 10); // Change element at index 1
System.out.println(numbers); // Output: [1, 10, 3]

numbers.remove(0); // Remove element at index 0
System.out.println(numbers); // Output: [10, 3]

boolean contains = numbers.contains(10); // Check if the list contains 10
System.out.println(contains); // Output: true





  
  
  ArrayList의 내부 작업


내부적으로 ArrayList는 초기 고정 용량을 갖는 동적 배열을 사용합니다. 이 용량이 소진되면 더 큰 용량의 새 어레이가 생성되고 기존 요소가 복사됩니다. 이 프로세스를 통해 요소가 추가됨에 따라 ArrayList가 동적으로 커질 수 있습니다.


  
  
  일반적인 어레이 작업



  
  
  최대 요소 찾기


배열에서 최대 요소를 찾으려면 배열을 반복하고 가장 높은 값을 추적합니다.



int max = arr[0];
for (int i = 1; i  max) {
        max = arr[i];
    }
}
System.out.println("Maximum value: "   max);





  
  
  배열 반전


배열을 뒤집으려면 두 포인터 기술을 사용하십시오.



public static void reverse(int[] arr) {
    int start = 0;
    int end = arr.length - 1;
    while (start 



역방향 함수 호출:



int[] arr = {1, 2, 3, 4, 5};
reverse(arr);
System.out.println(Arrays.toString(arr)); // Output: [5, 4, 3, 2, 1]





  
  
  결론


배열은 Java의 중요한 데이터 구조로, 데이터 세트를 효율적으로 저장하고 조작할 수 있게 해줍니다. 배열은 크기가 고정되어 있지만 동종 데이터 유형을 처리할 때 강력하고 다재다능합니다. 동적 데이터 요구의 경우 ArrayList는 추가적인 유연성을 제공하여 임의의 크기 증가를 허용합니다. 이러한 구조와 작동을 이해하면 고급 프로그래밍 및 데이터 관리를 위한 토대가 마련됩니다. 또한 배열 작업을 연습하고 기본 메모리 관리를 이해하면 보다 효율적이고 최적화된 코드를 작성하는 데 도움이 됩니다.