[Java] SortedSet에 대해서.

Set 인터페이스를 상속받는 인터페이스인 SortedSet 에 대해서 알아보자. Set은 부가적으로(중복제거외에) element 에 대한 전체 ordering을 제공하고 있다. element 들은 natural ordering에 의해서 순서가 매겨지거나 또는 SortedSet의 생성시 제공된 Comparator 에 의해서 순서가 매겨진다. 

SortedSet은 comparator 를 내부적으로 가지고 있다. 이 SortedSet의 Iterator 는 ascending element order로 보여준다. 몇몇 추가적인 함수들은 ordering의 이점을 제공한다. 

SortedSet에 삽입된 모든 엘리먼트들은 Comparable 인터페이스를 구현해야 하며, (혹은 특정 comparator를 사용가능하거나)모든 엘리먼트들은 상호간에 비교가능해야 한다.

그게 안된다면, ClassCastException 이 발생된다. 다음의 코드를 보자. 

Exception in thread “main” java.lang.ClassCastException: com.konantech.test.TestData cannot be cast to java.lang.Comparable  
     at java.util.TreeMap.put(Unknown Source)
     at java.util.TreeSet.add(Unknown Source)
     at com.konantech.test.test.main(test.java:129)

왜 이런 예외가 발생할까?

비교를 하려면 Comparable 인터페이스를 구현한 클래스여야 한다는 것이다. 이것이 없다면 SortedSet 에서는 어떻게 비교할지를 모르는 것이다. 즉,  우리는 비교할 방법을 알려주어야 한다. 

비교할 방법을 알려주도록 하자. Comparable 인터페이스를 내가 만든 TestData 라는 클래스에 implements 하려면 compareTo 함수를 구현해야 한다. 다음과 같이 size()를 비교하는 compareTo() 함수를 구현해 보았다.

다시 다음과 같이 데이터를 넣어서 테스트해보자. 들어간 순서는 제각각이지만, iterator를 통해서 나온 값을 보면 다음과 같다. ascending 되어서 나오는 것을 확인할 수 있다.

사실 개인적으로 Iterator를 선호하지는 않는 편이라서 List를 SortedSet처럼 쓰려면 List 안에 객체를 넣은 상태에서Comparator로 List안에 객체의 특정 변수를 기반으로 정렬하는 방법을 많이 사용하곤 한다. 잘 생각해 보면 차이점은 정렬을 해준다는 것이 아니라, 어느 시점에 정렬을 하느냐라고 생각이 된다. 

예를 들어, 데이터를 담고 있는 과정에서 실시간 정렬된 데이터를 보려고 한다면 SortedSet을 쓰는 것이 편할것이라고 생각된다. 왜냐하면 List를 쓰면 Comparator를 사용해야 하는데 계속 담고 있는 과정에서 그러기엔 부담이기 때문이다. 

또 다르게 생각하면 데이터가 다 담겨진 후에, List의 들어가 객체내 어떤 변수, size, age 등을 대상으로 자주 sorting을 해서 뭔가를 찾아내는 작업을 해야 한다면 List-Comparator 조합이 나을것 같다는 생각이 든다.

이 부분은 개인적인 의견이기 때문에 사람마다 다를 수 있다고 생각되어 진다.

compareTo() == equals() 를 하라.

무슨 애기냐 하면 equals() 함수를 통해서도 객체를 비교할수 있고, compareTo()를 통해서도 비교할수 있는데, 우리가 커스텀 클래스를 만들어서 SortedSet 인터페이스를 구현하는 클래스의 객체에 넣을때는 해당 구현 클래스가 비교/정렬을 어떤 함수를 대상으로 할지는 그 구현 클래스에 달려있는 것이다. 즉, equals() 와 compareTo() 메소드의 구현 및 동작결과가 다르다면 몇몇 Collection 에서는 다르게 정렬되거나 할 여지가 있다는 것이다.

SortedSet 인터페이스 구현체 클래스에서 제공해야 하는 4가지 생성자

모든 일반적인 목적의 SortedSet 구현 클래스들은 4개가지 표준(standard) 생성자들은 제공해야 한다.

생성자 형태	설명
void (no arg) 생성자	빈 sortedSet 을 생성. natural ordering에 따라서 정렬된 엘리먼트
Comparator 를 인자로 받는 생성자	빈 생성자를 만드는데 인자로 받은 Comparator 적용
Collection을 인자로 받는 생성자	새로운 SortedSet을 생성.   Collection을 natural ordering을 해서 SortedSet을 만든다.
SortedSet을 인자로 받는 생성자	새로운  SortedSet을 생성.  인자로 받은 SortedSet과 같은 ordering으로 정렬된다.

실제로 SortedSet을 간접적으로 구현하는 TreeSet의 생성자를 보면 다음과 같다.  정확하게 위에서 권장한 4가지 생성자를 만든것을 볼 수 있다.  **SortedSet 전용함수들의 이상한 행동들.** 예를 들어, subsets() 함수의 경우를 살펴보자. 이 함수의 역할은 전체 element 에서 특정 범위의 element 들을 뽑아서 보여주는 역할을 한다. subset 같은 경우가 그런데 함수 정의를 보면 파라미터로 element를 받고 있다. > fromElement – low endpoint (inclusive) of the returned set > toElement – high endpoint (exclusive) of the returned set fromElement는 포함, toElement는 제외라고 되어 있다. TreeSet으로 간단하게 테스트를 해보았다. 6을 포함하려면 어떻게 해야할까? 자바 문서에서는 다음과 같이 제안하고 있다.  6이 나오는 것을 확인 할 수가 있다. 그렇다면 아래와 같이 실행 한다면 어떤 결과가 나올까? 6은 원래 제외였고 “\0″을 fromElement 인자에 붙이게 되면 exclusive 성질로 바뀌어서 1이 보여지지 않는다. subSet 을 보면 List의 subList() 함수가 생각나기 마련인데, 다른 점은 Set과 List의 차이처럼 인덱스가 아닌 element 자체를 받는다는 것이다. SortedSet을 기본적으로 ordering 을 하기 때문에 subSet 자체도 입력한 순서가 아니라, ordering 된 상태에서 subSet()을 한다. 이점을 주의하자. 여타의 다른 sortedSet 인터페이스에서 제공하는 함수를 보자. 

SortedSet 함수들	설명
first()	가장 앞 엘리먼트, 삭제 안됨
last()	가장 뒤 엘리먼트, 삭제 안됨.
headSet(toElement)	특정 엘리먼트 보다 작은 엘리먼트들 , 특정 엘리먼트 불포함
tailSet(fromElement)	특정 엘리먼트 보다 큰 엘리먼트 들 , 특정엘리먼트 포함,

예제로 headSet(), tailSet()을 알아보자.

하지만, +”\0″를 하면 성질이 바뀐다. inclusive <=> exclusive

이렇게 정리하면 된다.fromElement는 포함, toElement는 무조건 불포함이 기본이라고 생각하고 “\0″이 붙게 되면 성질이 변한다고 생각하면 된다. 정말 특이한 방식이 아닐수가 없다.