[C# 기초] 7. 컬렉션(Collection)

배열, 리스트, 해시테이블 등과 같이 비슷한 성격을 가진 데이터를 모아놓는 자료구조를 컬렉션이라고 합니다.

컬렉션(Collection)

컬렉션은, 같은 성격을 띠는 데이터의 모음을 담는 자료구조를 말합니다. 같은 성격의 데이터의 묶음들을 배열로 사용해보신적이 있으실 겁니다. C#은 컬렉션이라는 개념으로 배열뿐만 아니라, ArrayList, Queue, Stack, Hashtable 등 여러가지 컬렉션 클래스를 제공합니다.

예를 들어, Hashtable은 Key와 Value가 쌍으로 이루어진 데이터를 다룰때 사용합니다. 자료구조에서도 배우겠지만, 해싱으로 아주 빠른 탐색속도를 자랑합니다.

예제 코드:

using System.Collections;

class Program
{
    static void Main(string[] args)
    {
        Hashtable Ht = new Hashtable();
        Ht["하나"] = "One";
        Ht["둘"] = "Two";
        Ht["셋"] = "Three";
        
        Console.WriteLine("요소 직접 접근: {0}", Ht["셋"]);
            
        Console.WriteLine("==Hashtable의 모든 데이터 접근==");
        foreach(var value in Ht.Values)
        {
            Console.WriteLine(value);
        } // Two, One, Trre

        Console.WriteLine("==Hashtable의 모든 Key 접근==");
        foreach (var key in Ht.Keys)
        {
            Console.WriteLine(key);
        } // 둘, 하나, 셋
    }
}

인덱서(Indexer)

자료구조를 사용해보면 ‘arr[i]’와 같이 인덱스로 접근하는 방식이 편리합니다. 인덱서는 새로 생성한 클래스의 필드로 존재하는 컬렉션에 대해 클래스의 인덱스로 접근할 수도 있습니다.

사용방법:

class 클래스이름
{
	한정사 인덱서형식 this[형식 index]
    {
		get
		{
			// index를 이용하여 내부 데이터 반환
		}
		set
		{
		    // index를 이용하여 내부 데이터 저장
		}
	}
}

예제 코드:

using System.Collections;

class MyList
{
    private int[] array;

    public MyList()
    {
        this.array = new int[3];
    }

    public int this[int index]
    {
        get
        {
            return array[index];
        }
        set
        {
            if(index >= array.Length)
            {
                Array.Resize<int>(ref array, index + 1);
                Console.WriteLine("array resized : {0}", array.Length);
            }
            array[index] = value;
        }
    }

    public int Length
    {
        get
        {
            return array.Length;
        }
    }

}

class Program
{
    static void Main(string[] args)
    {
        MyList mylist = new MyList();

        Console.WriteLine("==데이터 저장==");
        for(int i=0; i<5; i++)
        {
            mylist[i] = i;
        } // array resize : 4 , 5

        Console.WriteLine("==데이터 출력==");
        for (int i = 0; i < mylist.Length; i++) // foreach를 사용할 수 없습니다.
        {
            Console.WriteLine(mylist[i]);
        }    // 0 , 1, 2, 3, 4
    }
}

위와 Mylist라는 객체에 대한 데이터를 인덱스로 접근할 수 있게 만들었습니다. 하지만 조금만 생각해보면 foreach문은 불가능하다는 사실을 아실겁니다. Mylist라는 객체만 보고 요소하나하나를 어떻게 판단할 것이며, 어떻게 순회할지에 대한 약속이 전혀 없기 때문입니다.

그렇다면 foreach문이 가능한 객체는 어떻게 만들 수 있을까요?

IEnumerable, IEnumrator: foreach문이 가능한 객체만들기

foreach문이 가능하기 위해서는 IEnumerable, IEnumerator를 상속받아 구현하면 됩니다. 즉, IEnumerable, IEnumerator 를 구현하면서 약속을 정해주어야하는 것입니다.

IEnumerable

메소드	설명
IEnumerator GetEnumerator()	IEnumerator 형식의 객체를 반환

IEnumerator

메소드	설명
boolean MoveNext()	다음 요소로 이동합니다. 컬렉션의 끝을 지난 경우에는 false, 이동이 성공한 경우에는true를 반환합니다.
void Reset()	컬렉션의 첫 번째 위치의 ‘앞’으로 이동합니다. 첫번째 위치가 0번째라면 -1번으로 이동합니다. MoveNext()를 호출한 다음에 이루어집니다.
Object Current { get; }	컬렉션의 현재 요소를 반환합니다.

예제 코드:

using System.Collections;

class MyList : IEnumerable , IEnumerator
{
    private int[] array;
    int position = -1;
    public MyList()
    {
        this.array = new int[3];
    }

    public int this[int index]
    {
        get
        {
            return array[index];
        }
        set
        {
            if(index >= array.Length)
            {
                Array.Resize<int>(ref array, index + 1); 
                Console.WriteLine("array resized : {0}", array.Length);
            }
            array[index] = value;
        }
    }

    public object Current
    {
        get
        {
            return array[position];
        }
    }

    public void Reset()
    {
        position = -1;
    }

    public bool MoveNext()
    {
        if( position == array.Length -1)
        {
            Reset();
            return false;
        }

        position++;
        return (position < array.Length);
    }
    public IEnumerator GetEnumerator()
    {
        for(int i=0; i <array.Length; i++)
        {
            yield return (array[i]);
        }
    }
}

class Program
{
    static void Main(string[] args)
    {
        MyList mylist = new MyList();

        Console.WriteLine("==데이터 저장==");
        for(int i=0; i<5; i++)
        {
            mylist[i] = i;
        }

        Console.WriteLine("==데이터 출력==");
        foreach(var item in mylist) // foreach가 가능해졌습니다.
        {
            Console.WriteLine(item);
        }    
    }
}

상황에 따라 배열과 리스트 같은 다양한 자료구조가 필요한데 이 컬렉션을 통해 많은 자료구조를 사용할 수 있을 뿐만 아니라 각각의 자료구조에 대해 변환도 쉽게 할 수 있습니다.