Hash Set이란?

Hash Set은 프로그래밍에서 데이터를 저장하고 관리하는 효율적인 방법 중 하나로, 주로 고유한 값을 저장하는 데 사용됩니다. 이번 글에서는 Hash Set의 기본 개념, 장점 및 단점, 사용 사례와 함께, 간단한 예제를 통해 Hash Set을 이해하는 데 도움을 드리겠습니다.

Hash Set에 대한 개념과 사용법

Hash Set은 프로그래밍에서 데이터를 저장하고 관리하는 효율적인 방법 중 하나로, 주로 고유한 값을 저장하는 데 사용됩니다. 이번 글에서는 Hash Set의 기본 개념, 장점 및 단점, 사용 사례와 함께, 간단한 예제를 통해 Hash Set을 이해하는 데 도움을 드리겠습니다.

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1. Hash Set이란?

Hash Set은 중복을 허용하지 않는 데이터 구조로, 보통 Hash Table을 기반으로 구현됩니다. 내부적으로 데이터를 저장할 때 **해싱(Hashing)**을 사용하여 빠른 검색, 삽입, 삭제를 제공합니다.

• Key 특징:
  • 중복 방지: 같은 값을 두 번 저장하지 않습니다.
  • 순서 없음: 저장된 값은 특정 순서가 보장되지 않습니다.
  • 빠른 접근: 평균적으로 O(1)O(1)O(1) 시간 복잡도를 가집니다.

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2. Hash Set의 장점과 단점

장점:

1. 중복 제거: 중복 데이터를 처리하지 않아도 되는 상황에서 유용합니다.
2. 빠른 연산 속도: 삽입, 삭제, 검색이 평균적으로 O(1)O(1)O(1)입니다.
3. 단순한 사용법: 내부 구조를 몰라도 쉽게 사용할 수 있습니다.

단점:

1. 순서 유지 불가: 데이터를 삽입한 순서대로 유지해야 한다면 적합하지 않습니다. (대신 LinkedHashSet 사용 가능)
2. 높은 메모리 사용: 해시 충돌을 줄이기 위해 추가적인 메모리 공간을 사용합니다.
3. 성능 저하: 데이터의 해시 충돌이 많이 발생할 경우 O(n)O(n)O(n)까지 속도가 느려질 수 있습니다.

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3. Hash Set 사용 사례

1. 중복 제거: 대량의 데이터에서 중복 요소를 제거할 때 유용합니다.
2. 빠른 검색: 데이터의 존재 여부를 빠르게 확인해야 하는 경우.
3. 집합 연산: 합집합, 교집합, 차집합과 같은 연산을 구현할 때 사용됩니다.

4. Hash Set의 기본 메서드

주요 메서드와 설명:

메서드	설명	시간 복잡도
add(element)	요소를 추가	O(1)
remove(element)	요소를 삭제	O(1)
contains(element)	요소의 존재 여부를 확인	O(1)
isEmpty()	Hash Set이 비어 있는지 확인	O(1)
size()	저장된 요소의 개수를 반환	O(1)
clear()	모든 요소를 제거	O(1)

5. Hash Set 사용 예제 (Java)

1) 기본 사용법

import java.util.HashSet;

public class HashSetExample {
    public static void main(String[] args) {
        HashSet<String> set = new HashSet<>();

        // 요소 추가
        set.add("Apple");
        set.add("Banana");
        set.add("Cherry");
        set.add("Apple"); // 중복 추가 시 무시됨

        // 요소 출력
        System.out.println("HashSet: " + set);

        // 특정 요소 검색
        System.out.println("Contains 'Banana'? " + set.contains("Banana"));

        // 요소 삭제
        set.remove("Banana");
        System.out.println("After removal: " + set);

        // 크기 확인
        System.out.println("Set size: " + set.size());
    }
}

 

출력 결과:

HashSet: [Apple, Cherry, Banana]  
Contains 'Banana'? true  
After removal: [Apple, Cherry]  
Set size: 2

2) 합집합, 교집합, 차집합 구현

import java.util.HashSet;

public class SetOperations {
    public static void main(String[] args) {
        HashSet<Integer> set1 = new HashSet<>();
        HashSet<Integer> set2 = new HashSet<>();

        // Set 1 요소 추가
        set1.add(1);
        set1.add(2);
        set1.add(3);

        // Set 2 요소 추가
        set2.add(2);
        set2.add(3);
        set2.add(4);

        // 합집합
        HashSet<Integer> union = new HashSet<>(set1);
        union.addAll(set2);
        System.out.println("Union: " + union);

        // 교집합
        HashSet<Integer> intersection = new HashSet<>(set1);
        intersection.retainAll(set2);
        System.out.println("Intersection: " + intersection);

        // 차집합
        HashSet<Integer> difference = new HashSet<>(set1);
        difference.removeAll(set2);
        System.out.println("Difference: " + difference);
    }
}

출력 결과:

Union: [1, 2, 3, 4]  
Intersection: [2, 3]  
Difference: [1]

 

6. Hash Set 사용 시 주의할 점

1. 객체의 hashCode()와 equals() 구현
   • Hash Set은 hashCode()와 equals() 메서드를 사용하여 데이터의 중복 여부를 판단합니다.
   • 사용자 정의 객체를 저장할 때는 이 두 메서드를 적절히 구현해야 합니다.

import java.util.HashSet;
import java.util.Objects;

class Person {
    String name;
    int age;

    Person(String name, int age) {
        this.name = name;
        this.age = age;
    }

    @Override
    public boolean equals(Object o) {
        if (this == o) return true;
        if (o == null || getClass() != o.getClass()) return false;
        Person person = (Person) o;
        return age == person.age && Objects.equals(name, person.name);
    }

    @Override
    public int hashCode() {
        return Objects.hash(name, age);
    }
}

public class CustomHashSetExample {
    public static void main(String[] args) {
        HashSet<Person> people = new HashSet<>();
        people.add(new Person("Alice", 25));
        people.add(new Person("Bob", 30));
        people.add(new Person("Alice", 25)); // 중복

        System.out.println("HashSet size: " + people.size()); // 2
    }
}

7. 결론

Hash Set은 중복 없는 데이터 저장, 빠른 검색, 집합 연산과 같은 작업에 적합한 강력한 데이터 구조입니다. 하지만 순서가 중요하거나 메모리 사용량이 민감한 경우 다른 대안을 고려해야 합니다.

다음과 같은 상황에서 Hash Set을 사용해 보세요:

• 데이터의 중복을 없애야 할 때
• 빠른 검색이 필요한 경우
• 간단한 집합 연산이 필요한 경우

 

8. 관련 문제들