[Java] 집합을 의미하는 Set 인터페이스

Set of Collections Framework

Set은 집합이라는 의미를 가진다.

여기서 말하는 집합은 집합 안에 있는 요소들은 순서도 없고, 중복을 허용하지 않는 것을 의미한다.

Java 진영에서의 이러한 의미를 가진 클래스를 제공한다.

Collections Framework 중 하나인 Set이라는 인터페이스를 제공하며, 이를 구현한 3가지의 클래스를 다음과 같이 제공한다.

• Hash 알고리즘을 이용한 HashSet
• 이진 탐색 트리를 사용하여 오름차순 정렬까지 해주는 TreeSet
• Set에 순서를 부여해주는 LinkedHashSet

언제 Set을 사용하면 좋을까?

순서가 상관없고 중복을 허용하지 않는 상황이라면, 다음과 같은 상황이 될 수 있겠다.

• 집합 관련 문제로 풀어낼 수 있는 상황일 때
• 중복 처리를 고려해야할 때

교집합(intersect), 차집합(difference), 합집합(union) 구현

해당 내용은 생활코딩의 배열과 컬렉션즈 프레임워크를 참고해서 작성했습니다.

다음과 같이 서로 다른 3개의 집합 A, B, C가 있다고 가정해보자.

Set 클래스에서 제공하는 메서드를 확인 해보고, 이를 이용해서 집합연산을 진행해보자.

• containsAll : 두 Collection이 동일한 요소를 포함하는지 여부를 확인하는데 사용
  • 인자로 전달된 Collection의 모든 요소가 집합에 있으면 True 반환
• addAll(): 인자로 전달된 Collection 객체의 모든 요소를 Set에 추가
• retainAll(): 두 Collection의 공통적인 요소는 남기고 그 외의 요소들은 삭제
• removeAll: 인자로 전달된 Collection 객체의 요소가 존재한다면 그 요소들을 삭제

containsAll() 메서드를 사용해서 부분집합인지 확인

@Nested
@DisplayName("부분집합")
class subSet {
    @Test
    @DisplayName("B는 A의 부분집합이 아니다.")
    void not_subset_AB() {
        assertThat(A.containsAll(B)).isFalse();
    }
    @Test
    @DisplayName("C는 A의 부분집합이다.")
    void subset_AC() {
        assertThat(A.containsAll(C)).isTrue();
    }
    @Test
    @DisplayName("C는 B의 부분집합이 아니다.")
    void not_subset_BC() {
        assertThat(B.containsAll(C)).isFalse();
    }
}

위 내용을 그림으로 정리하면 다음과 같다.

addAll() 메서드를 사용해서 합집합 구현

@Nested
@DisplayName("A-B 합집합")
class union {
    @Test
    @DisplayName("1 ~ 5의 숫자가 포함되어있다.")
    void union_AB() {
        // then
        A.addAll(B);

        // when
        assertThat(A).contains(1)
                    .contains(2)
                    .contains(3)
                    .contains(4)
                    .contains(5)
                    .doesNotContain(6);
    }
}

retainAll() 메서드를 사용해서 교집합 구현

@Nested
@DisplayName("A-B 교집합")
class intersect {
    @Test
    @DisplayName("3 만 포함되어 있다.")
    void intersect_AB() {
        // then
        A.retainAll(B);

        // when
        assertThat(A).doesNotContain(1)
                .doesNotContain(2)
                .contains(3)
                .doesNotContain(4)
                .doesNotContain(5)
                .doesNotContain(6);
    }
}

removeAll() 메서드를 사용해서 차집합 구현

@Nested
@DisplayName("A-B 차집합(A 기준 - B)")
class difference {
    @Test
    @DisplayName("1과 2만 포함되어 있다.")
    void difference_AB() {
        // then
        A.removeAll(B);

        // when
        assertThat(A).contains(1)
                .contains(2)
                .doesNotContain(3)
                .doesNotContain(4)
                .doesNotContain(5)
                .doesNotContain(6);

    }

}