Java HashSet 클래스 완벽 가이드: 연산, 메서드, 집합론

Java HashSet 클래스

Java HashSet 클래스 – 생성, 핵심 메서드, 실전 집합 연산 – 을 간결한 예제로 탐구합니다.

HashSet 클래스는 Java 컬렉션 프레임워크의 일부로 Set 인터페이스를 구현하며 해시 테이블 기반 저장소를 제공합니다.

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HashSet 생성하기

java.util.HashSet 임포트:

import java.util.HashSet;

특정 용량과 부하 계수로 HashSet 생성:

HashSet<Integer> numbers = new HashSet<>(8, 0.75); // capacity=8, loadFactor=0.75

매개변수:

• capacity – 초기 버킷 수(예제에서 8)
• loadFactor – 리사이징 트리거 임계값(0.75는 75% 찰 때 리사이즈)

기본값 사용도 일반적:

HashSet<Integer> numbers1 = new HashSet<>(); // capacity=16, loadFactor=0.75

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HashSet 메서드

가장 자주 쓰이는 메서드:

• add(T element) – 단일 요소 삽입
• addAll(Collection<? extends T> c) – 대량 삽입
• remove(Object o) – 특정 요소 삭제
• removeAll(Collection<? extends Object> c) – 다중 요소 정리
• contains(Object o) – 존재 여부 확인
• size() – 요소 수
• clear() – 모든 엔트리 제거
• clone() – 얕은 복사본 생성
• isEmpty() – 비어있는지 테스트
• containsAll(Collection<? extends Object> c) – 부분집합 확인

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요소 삽입

add와 addAll 사용 예제:

import java.util.HashSet;
class Main {
    public static void main(String[] args) {
        HashSet<Integer> evenNumber = new HashSet<>();
        evenNumber.add(2);
        evenNumber.add(4);
        evenNumber.add(6);
        System.out.println("HashSet: " + evenNumber);
        HashSet<Integer> numbers = new HashSet<>();
        numbers.addAll(evenNumber);
        numbers.add(5);
        System.out.println("New HashSet: " + numbers);
    }
}

출력

HashSet: [2, 4, 6] New HashSet: [2, 4, 5, 6]

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요소 접근

Iterator로 순회:

import java.util.HashSet;
import java.util.Iterator;
class Main {
    public static void main(String[] args) {
        HashSet<Integer> numbers = new HashSet<>();
        numbers.add(2);
        numbers.add(5);
        numbers.add(6);
        System.out.println("HashSet: " + numbers);
        Iterator<Integer> iterate = numbers.iterator();
        System.out.print("HashSet using Iterator: ");
        while(iterate.hasNext()) {
            System.out.print(iterate.next() + ", ");
        }
    }
}

출력

HashSet: [2, 5, 6] HashSet using Iterator: 2, 5, 6,

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요소 제거

단일 제거와 집합 비우기:

import java.util.HashSet;
class Main {
    public static void main(String[] args) {
        HashSet<Integer> numbers = new HashSet<>();
        numbers.add(2);
        numbers.add(5);
        numbers.add(6);
        System.out.println("HashSet: " + numbers);
        boolean removed = numbers.remove(5);
        System.out.println("Is 5 removed? " + removed);
        boolean cleared = numbers.removeAll(numbers);
        System.out.println("Are all elements removed? " + cleared);
    }
}

출력

HashSet: [2, 5, 6] Is 5 removed? true Are all elements removed? true

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집합 연산

HashSet의 대량 메서드는 고전적 집합론 연산을 지원합니다.

합집합(Union)

import java.util.HashSet;
class Main {
    public static void main(String[] args) {
        HashSet<Integer> evenNumbers = new HashSet<>();
        evenNumbers.add(2);
        evenNumbers.add(4);
        HashSet<Integer> numbers = new HashSet<>();
        numbers.add(1);
        numbers.add(3);
        numbers.addAll(evenNumbers);
        System.out.println("Union is: " + numbers);
    }
}

출력

Union is: [1, 2, 3, 4]

교집합(Intersection)

import java.util.HashSet;
class Main {
    public static void main(String[] args) {
        HashSet<Integer> primeNumbers = new HashSet<>();
        primeNumbers.add(2);
        primeNumbers.add(3);
        HashSet<Integer> evenNumbers = new HashSet<>();
        evenNumbers.add(2);
        evenNumbers.add(4);
        evenNumbers.retainAll(primeNumbers);
        System.out.println("Intersection is: " + evenNumbers);
    }
}

출력

Intersection is: [2]

차집합(Difference)

import java.util.HashSet;
class Main {
    public static void main(String[] args) {
        HashSet<Integer> primeNumbers = new HashSet<>();
        primeNumbers.add(2);
        primeNumbers.add(3);
        primeNumbers.add(5);
        HashSet<Integer> oddNumbers = new HashSet<>();
        oddNumbers.add(1);
        oddNumbers.add(3);
        oddNumbers.add(5);
        primeNumbers.removeAll(oddNumbers);
        System.out.println("Difference: " + primeNumbers);
    }
}

출력

Difference: [2]

부분집합 확인

import java.util.HashSet;
class Main {
    public static void main(String[] args) {
        HashSet<Integer> numbers = new HashSet<>();
        numbers.add(1);
        numbers.add(2);
        numbers.add(3);
        numbers.add(4);
        HashSet<Integer> primeNumbers = new HashSet<>();
        primeNumbers.add(2);
        primeNumbers.add(3);
        boolean isSubset = numbers.containsAll(primeNumbers);
        System.out.println("Is primeNumbers a subset of numbers? " + isSubset);
    }
}

출력

Is primeNumbers a subset of numbers? true

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추가 메서드

메서드	설명
clone()	집합의 얕은 복사본 생성
contains()	요소 존재 여부 확인
isEmpty()	집합이 비어있으면 true 반환
size()	집합의 요소 수
clear()	모든 요소 제거

전체 목록은 공식 Java 문서를 참조하세요.

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왜 HashSet을 사용하는가?

임의 접근이 필요할 때 HashSet은 해시 테이블 백킹 덕분에 O(1) 성능을 제공합니다. 각 요소의 hashCode()가 고유성을 보장하여 중복을 방지합니다. 하지만 HashSet은 스레드 안전하지 않으며 동시 사용 시 외부 동기화가 필요합니다.

참고: HashSet은 비동기화이므로 여러 스레드가 동시에 수정하면 데이터 구조가 손상될 수 있습니다.