자바 공부 #2 — 컬렉션 (List / Map / Set) · Stream 파이프라인 · Optional 로 null 안전 처리

자바 공부 #1 에 이어서. 오늘은 컬렉션 · Stream · Optional — 자바 백엔드에서 매일 만지는 3종.

Table of contents

List — 인터페이스와 구현체가 분리된 패턴

코드: ListDemo.java

List = 크기가 정해지지 않은 리스트. .add() 로 늘리고 .remove() 로 줄인다.

<String>, <Integer> 처럼 리스트 안에 뭐가 들어가야 하는지 명시할 수 있는데 — C++ 의 제네릭 프로그래밍 배울 때 봤던 것과 같은 결.

List<String> books = new ArrayList<>();

이 표현을 뜯어보면:

• List 는 인터페이스 — 뭘 해야 하는지 규격만
• ArrayList 는 구현체 — 어떻게 할지 실제 코드

바로 #1 에서 배운 인터페이스 개념 이 적용된다. 오른쪽 ArrayList<> 에서 String 을 굳이 안 써도 되는 이유 — 왼쪽에서 정했으니까 자동으로 타입 추론.

Map — 딕셔너리 감각

코드: MapDemo.java

Map<String, Integer> scores = new HashMap<>();

Map 도 인터페이스(Map) / 구현체(HashMap) 분리 패턴. 파이썬 딕셔너리처럼 사용:

• put(key, value) 로 넣기
• get(key) 로 꺼내기

순회 — entrySet() 로 키·값 함께

for (Map.Entry<String, Integer> entry : scores.entrySet()) {
    System.out.println(entry.getKey() + ": " + entry.getValue());
}

.entrySet() 이라는 걸로 엔트리 집합을 만들어서 각 엔트리마다 getKey() / getValue() 로 순회. 파이썬의 for k, v in d.items(): 랑 비슷한 그림인데 자바는 좀 더 명시적.

Set — 중복 없음이 유일한 차이

코드: SetDemo.java

List 대신 Set 을 쓰면 중복을 허용하지 않음. 그 외 사용법은 List 와 거의 동일. 언제 어느 쪽을 쓰는지는 데이터 특성에 달렸음 — 순서·중복 필요하면 List, “고유값 집합” 이면 Set.

Stream — for 없이 파이프라인으로

코드: StreamDemo.java

여기부터가 자바 8+ 의 재미있는 부분. Stream 을 쓰면 for 문으로 처리하던 복잡한 작업을 파이프라인 식으로 만들 수 있다:

List.of(1, 2, 3, 4, 5)
    .stream()
    .filter(n -> n % 2 == 0)      // 짝수만
    .map(n -> n * n)              // 제곱
    .forEach(System.out::println); // 4, 16

filter → map → forEach — 각 단계가 한 줄로 표현되니 뭘 하는지 한눈에 읽힘. 파이썬의 list comprehension / functools.reduce 조합과 비슷한 결이지만, 파이프라인이 명시적이라 더 선언적.

Method reference — System.out::println

.forEach(System.out::println);

System.out::println — 메서드 참조. Stream 마지막에서 받은 걸 println 에 넘길 때 사용. n -> System.out.println(n) 을 짧게 쓴 것.

List.of 는 읽기 전용

List<Integer> nums = List.of(1, 2, 3);
nums.add(4);  // ❌ UnsupportedOperationException

예제 때 자주 쓰는 List.of 는 immutable list — 나중에 수정 불가능. 수정 가능한 리스트가 필요하면 new ArrayList<>(List.of(1, 2, 3)) 처럼 감싸야 함. 이건 실수 유발 지점.

groupingBy + counting — 묶고 세기

코드: GroupDemo.java

groupingBy — 무엇을 기준으로 묶을지 정하는 것. 기존 List 를 기준에 맞춰 컬렉션(Map) 으로 변환.

Map<String, Long> countByCategory = books.stream()
    .collect(Collectors.groupingBy(Book::getCategory, Collectors.counting()));
// {소설=3, 기술=5, 에세이=2}

groupingBy 와 counting 을 같이 쓰면 카테고리별 개수 를 한 번에 얻을 수 있음. SQL 의 GROUP BY category, COUNT(*) 랑 정확히 같은 그림.

Optional — null 안전 처리

코드: OptionalDemo.java

Optional = “값이 있을 수도 없을 수도 있음” 을 명시하는 컨테이너. Java 8+ 에 도입된 null 안전 도구.

신기한 지점 — 인스턴스 내부에 isPresent 라는 값이 있는 것처럼 보임. 실제로는 메서드지만 감각적으로 그렇게 느껴짐.

Optional<User> user = findUser("alice");
if (user.isPresent()) {
    System.out.println(user.get().getName());
}

안 좋은 습관 — 바로 get()

user.get().getName();  // ❌ 값이 없으면 NoSuchElementException

값이 있다고 무조건 get() 호출하는 게 아님. ifPresent / orElse / map 으로 값 없을 때를 항상 함께 처리 해야 함:

// 있으면 실행, 없으면 무시
user.ifPresent(u -> System.out.println(u.getName()));

// 없으면 기본값
String name = user.map(User::getName).orElse("Anonymous");

// 있으면 변환해서 새 Optional
Optional<String> upperName = user.map(u -> u.getName().toUpperCase());

“있으면 A, 없으면 B” 를 한 줄로 표현하는 감각 — 파이썬의 x if x else default 같은 것과 결이 비슷하지만 자바는 Optional 이라는 별개 타입으로 강제.

회고

이번 편에서 얻은 것 3가지:

1. 인터페이스/구현체 분리 패턴이 컬렉션 전반에 반복 — List / ArrayList, Map / HashMap, Set / HashSet. #1 에서 배운 개념이 실전에서 계속 재활용됨.
2. Stream 은 SQL 같은 감각 — filter/map/collect 를 조합하면 for 문 없이도 데이터 변형이 선언적으로 표현됨. groupingBy 는 SQL GROUP BY 그대로.
3. Optional 은 “없음을 명시하는 감각” — 값이 없을 수 있다는 걸 타입으로 강제. Python 의 None 처리보다 훨씬 엄격해서 실수 여지가 적음.

더 공부해볼 것

1. 예외 처리 — 자바 특유의 checked exception

• try / catch / finally 기본
• Checked vs Unchecked exception — 자바만의 개념
• throws 선언 — 메서드 시그니처 레벨의 예외 명시
• Python / JS 에는 없는 것이라 처음엔 어색할 듯

2. 동시성 기초

• Thread / Runnable / ExecutorService
• synchronized 키워드 · volatile
• Java Memory Model 기초
• 자바 백엔드 실무에서 반드시 만나는 지점

3. 함수형 인터페이스 심화

• Function<T, R> / Predicate<T> / Consumer<T> / Supplier<T>
• Stream API 가 내부적으로 이걸 어떻게 활용하는가
• 커스텀 함수형 인터페이스 (@FunctionalInterface) 만들기

4. Collection 성능 특성

• ArrayList vs LinkedList — 언제 어느 쪽?
• HashMap vs TreeMap vs LinkedHashMap — 순서 · 성능 · 정렬
• Big O 관점에서 선택하는 감각

5. 빌드 도구 (Maven / Gradle)

• 지금은 단일 파일로 학습 중이지만 실무는 프로젝트 단위
• Maven vs Gradle — 표준적으로 어느 쪽?
• 실무 프로젝트 폴더 구조 (src/main/java, src/test/java)

6. Spring Boot 로 이어지기

• 문법이 익숙해진 후 프레임워크로
• 의존성 주입 (DI) — Spring 의 핵심
• @Component / @Service / @Repository / @RestController
• REST API 만들어서 실제 백엔드 감각 익히기