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자바 배열(Array)은 같은 자료형 데이터를 연속적으로 저장해 고속으로 접근할 수 있는 기본 자료구조입니다. 크기가 고정되기 때문에 메모리 활용이 뛰어나고, 캐시 적중률이 높아 성능을 중시하는 코드에 적합합니다.

배열 기본 사용법

배열 선언·생성·초기화

int[] scores;              // 권장 선언 방식
scores = new int[5];       // 길이 5로 생성
int[] ages = {21, 24, 19}; // 선언과 동시에 초기화
  • 배열 선언: 타입[] 변수명 형태를 권장합니다.
  • 생성: new 타입[길이] — 길이는 음수가 될 수 없으며 고정됩니다.
  • 초기화: 중괄호 {} 로 값을 나열하면 자동으로 크기가 결정됩니다.

요소 접근 및 길이 확인

ages[0] = 25;                    // 값 변경
System.out.println(ages[0]);     // 첫 요소 출력
System.out.println(ages.length); // 배열 크기

인덱스는 0부터 시작하며, 범위를 벗어나면 ArrayIndexOutOfBoundsException이 발생합니다.

메모리 구조와 성능 특성

구분 저장 위치 특징
배열 객체 힙(Heap) 연속 메모리 할당, GC 관리
참조 변수 스택(Stack) 힙 주소 보관
  • 연속적 배치 덕분에 O(1) 시간으로 인덱스 접근 가능 → 빠른 읽기·쓰기
  • 크기가 변하지 않아 배열 삽입/삭제 시 O(n) 비용이 발생합니다.

배열의 장점과 한계

장점

  • 빠른 접근 – 인덱스로 직접 참조
  • 메모리 효율 – 캐시 친화적 구조

단점

  • 크기 고정 – 실행 중 확장·축소 불가
  • 삽입/삭제 비용 – 데이터 이동 필요

고급 배열 활용 테크닉

1. 다차원·가변 배열

// 2차원 배열(정방형)
int[][] matrix = {
    {1, 2, 3},
    {4, 5, 6}
};

// 비정형(가변) 배열
int[][] jagged = new int[3][];
jagged[0] = new int[2];
jagged[1] = new int[4];
jagged[2] = new int[1];

2. 배열 복사

System.arraycopy(src, 0, dest, 0, src.length);
int[] copy = Arrays.copyOf(src, 10); // 길이 증가

3. 정렬·검색·집계

int[] nums = {5, 2, 8, 1};
Arrays.sort(nums);                 // 오름차순
int idx = Arrays.binarySearch(nums, 5);

int sum = Arrays.stream(nums).sum(); // 스트림 합계

4. 배열 ↔ 컬렉션 변환

String[] names = {"Kim", "Lee"};
List<String> list = Arrays.asList(names);  // 고정 크기 List

배열과 컬렉션 선택 기준

상황 추천 자료구조
크기가 고정이고 인덱스 접근이 많음 배열
크기가 변동되고 삽입·삭제가 빈번함 ArrayList
대용량 데이터에 대한 큐/스택 패턴 LinkedList, Deque

TIP: 대량 데이터 처리에서 배열 → 스트림 파이프라인으로 넘어가면 병렬 처리 (Arrays.parallelSort, parallelStream())를 간편히 적용할 수 있습니다.

질문 정리

  1. 배열과 ArrayList 중 어떤 것을 써야 하나요?

    데이터 길이가 변하지 않고 성능이 중요하면 배열, 그렇지 않으면 ArrayList가 유연합니다.

  2. 배열을 동적으로 늘릴 수 없나요?

    직접은 불가합니다. 대신 Arrays.copyOf()로 새 배열을 만들어 대체합니다.

  3. 배열 정렬 시 가장 빠른 방법은?

    Arrays.sort()는 Dual-Pivot QuickSort 기반으로 대부분의 상황에서 충분히 빠르며, JDK 8+에서는 parallelSort()로 대용량 배열을 병렬 정렬할 수 있습니다.

  4. 가변 배열(jagged array)을 언제 사용하나요?

    행마다 열의 길이가 다른 비정형 데이터(예: 삼각형 행렬)를 메모리 효율적으로 표현할 때 유리합니다.

  5. 기본형 배열과 래퍼 배열의 차이점은?

    int[]는 기본형을 직접 저장해 오토박싱 오버헤드가 없고, Integer[]는 객체 레퍼런스를 담아 메모리 사용량과 GC 부담이 증가합니다.

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