[Java] 38. Set이란? (HashSet, LinkedHashSet, TreeSet)

 

 

 

 

Set이란?

중복을 허용하지 않는 데이터 모음

 

Set은 순서를 보장하지 않고, 중복을 허용하지 않는 컬렉션입니다.

대표 구현체는 HashSet, LinkedHashSet, TreeSet이 있습니다.

 

예를 들어,

• 회원 ID가 같은 ID가 있으면 안 되겠죠?
• 주민번호도 중복으로 존재하면 안 됩니다!

이런 상황일 때 Set을 사용합니다.

Set<String> ids = new HashSet<>();
ids.add("wooZzing");
ids.add("test");
ids.add("wooZzing"); // ID 중복!! ❌ 안 들어감!

System.out.println(ids); // [wooZzing, test]

✔️ 결과: 중복된 "wooZzing"은 한 번만 저장됨

 

Set을 사용하는 이유

상황 예시	Set이 적합한 이유
출석부, 회원 ID, 이메일 관리	중복 제거가 핵심!
중복 없이 태그, 카테고리 수집	같은 항목 여러 번 안 들어가게 하려면 필요
빠르게 값이 있는지 확인하고 싶을 때	contains()가 빠르게 검색

 

Set 종류 비교

클래스	중복 허용	순서 유지	정렬 여부	특징
HashSet	❌	❌	❌	가장 일반적인 Set. 빠른 성능.
LinkedHashSet	❌	✅	❌	입력한 순서 유지. 예측 가능한 순서.
TreeSet	❌	🔺 (정렬)	✅	자동으로 정렬됨. 비교기 필요.

 

 

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HashSet

중복 없는 데이터를 빠르게 저장하는 Set

• 내부적으로 Hash(해시) 알고리즘을 이용해 저장
• 순서를 보장하지 않음 (입력 순서 유지 ❌)
• 중복은 자동으로 제거됨
• null도 저장 가능 (한 개만 허용)

Set<String> set = new HashSet<>();
set.add("Java");
set.add("Spring");
set.add("Java"); // 중복 ❌ 무시됨
System.out.println(set); // [Java, Spring] (순서 랜덤)

 

특징

특징	설명
✅ 중복 제거	같은 값은 한 번만 저장됨
✅ 빠른 검색	내부적으로 HashMap을 사용해서 contains() 속도 빠름
❌ 순서 없음	넣은 순서와 출력 순서는 다를 수 있음
✅ null 허용	null 값도 저장 가능 (단, 하나만)

 

HashSet 내부 동작 원리

"우진"을 추가한다 → hashCode()로 해시값 계산  
→ 그 위치에 저장 (버킷)  
→ 같은 해시값이 있을 땐 equals()로 비교해 진짜 같은지 체크  
→ 같으면 중복으로 판단 → 안 들어감!

즉, HashSet은 이 두 가지 메서드를 이용해 중복을 체크합니다.

• hashCode() → 빠르게 위치 찾기
• equals() → 진짜 같은지 확인

 

실습 예제

List<String> emails = List.of("a@test.com", "b@test.com", "a@test.com");

Set<String> uniqueEmails = new HashSet<>(emails);
System.out.println(uniqueEmails); // [a@test.com, b@test.com]

 

사용자 정의 객체 사용할 땐?

✅ 반드시 equals()와 hashCode()를 재정의 해야 합니다!

class Person {
    String name;

    public Person(String name) {
        this.name = name;
    }

    // 이름이 같으면 같은 사람으로 취급
    @Override
    public boolean equals(Object o) {
        if (o instanceof Person) {
            return this.name.equals(((Person) o).name);
        }
        return false;
    }

    @Override
    public int hashCode() {
        return name.hashCode();
    }
}

* 실행 클래스

Set<Person> set = new HashSet<>();
set.add(new Person("우진"));
set.add(new Person("우진")); // 중복! 안 들어감

System.out.println(set.size()); // 1

 

🚫 재정의 안 하면?

Set<Person> set = new LinkedHashSet<>();
set.add(new Person("우진"));
set.add(new Person("우진")); // ❌ 중복인데, 다르게 인식됨!

System.out.println(set.size()); // 2 ← 중복 제거 실패

 

주의사항

항목	주의할 점
순서	넣은 순서 유지 ❌ (랜덤 출력 가능성 있음)
null 값	한 개만 저장 가능
사용자 객체	equals() + hashCode() 꼭 재정의
성능	데이터가 많아도 검색/삽입 빠름 (O(1) 평균)

 

 

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LinkedHashSet 

중복 없는 데이터를 저장하면서, 입력 순서도 유지하는 Set

• 내부적으로 HashSet + LinkedList의 구조를 가짐
• 순서는 입력한 순서대로 유지됨
• 중복은 자동 제거
• 검색 속도도 빠른 편 (거의 HashSet 수준)

Set<String> set = new LinkedHashSet<>();
set.add("Java");
set.add("Spring");
set.add("Python");
set.add("Java"); // 중복 ❌ 무시됨

System.out.println(set); 
// [Java, Spring, Python] ← 입력한 순서 그대로 출력됨!

✔️ HashSet과 달리, 출력 순서가 예측 가능해서 가독성이 좋음

 

특징

특징	설명
중복 제거	HashSet처럼 동일한 값은 한 번만 저장됨
순서 보장	넣은 순서대로 꺼낼 수 있음 (LinkedList 구조 덕분)
빠른 검색	내부적으로 Hash 구조 사용 → 검색도 빠름
null 허용	null도 저장 가능 (단, 한 개만)

 

LinkedHashSet  내부 동작 원리

• 데이터를 넣으면 HashMap처럼 빠르게 저장 위치를 찾고,
• 동시에 LinkedList처럼 입력 순서를 연결 포인터로 기억해 둡니다.

입력 순서 기억하는 Linked 리스트
Java → Spring → Python

동시에 해시로 빠른 검색
(Java의 hashCode() → 위치 계산)

👉 그래서 빠르면서도 순서 보장이 가능해요!

 

언제 사용할까요?

• 중복 제거 + 입력 순서 유지가 중요할 때
  ➡ 가독성이 높고, 예측 가능한 결과를 얻을 수 있어요
• 웹 로그, 방문자 기록, 메뉴 순서 저장 등
  ➡ 기록된 순서 그대로 보이게 하려면 필수!

 

실습 예제

List<String> input = List.of("B", "A", "C", "A", "B");

Set<String> ordered = new LinkedHashSet<>(input);

System.out.println(ordered); // [B, A, C] ← 입력 순서 + 중복 제거!

LinkedHashSet도 내부적으로 HashSet 기반이라서,
👉 사용자 정의 객체를 넣을 때 주의할 점이 완전히 동일하게 적용됩니다!

 

 

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TreeSet

정렬된 순서로 중복 없는 데이터를 저장하는 Set

• 내부적으로 이진 탐색 트리(Red-Black Tree) 구조 사용
• 데이터를 자동 정렬하면서 저장
• 중복은 자동으로 제거됨
• 순서는 정렬 기준에 따라 고정됨 (입력 순서 아님!)

Set<Integer> set = new TreeSet<>();
set.add(30);
set.add(10);
set.add(20);
set.add(10); // 중복 ❌ 무시됨

System.out.println(set); // [10, 20, 30] ← 자동 오름차순 정렬됨!

 

특징

특징	설명
중복 제거	Set 계열이라 중복 자동 제거
자동 정렬	데이터가 들어가자마자 정렬됨 (Comparable 또는 Comparator)
입력 순서 유지 ❌	입력 순서가 아닌, 정렬 순서대로 유지
검색 속도 빠름	O(log n) 수준의 성능

 

실습 예제

Set<String> names = new TreeSet<>();
names.add("민수");
names.add("지민");
names.add("우진");

System.out.println(names); // [민수, 우진, 지민] → 가나다순 정렬

 

정렬 기준 바꾸기 – Comparator 사용

Set<String> set = new TreeSet<>(Comparator.reverseOrder());
set.add("banana");
set.add("apple");
set.add("cherry");

System.out.println(set); // [cherry, banana, apple] ← 내림차순 정렬!

 

 

사용자 정의 객체 사용 시 주의사항

❗ 반드시 Comparable 또는 Comparator 설정해야 합니다!

TreeSet은 데이터를 자동 정렬하며 저장하기 때문에,
어떤 기준으로 정렬할지 명확히 알려줘야 합니다.

 

방법 1: 객체 클래스 내 Comparable 인터페이스 구현

class Person implements Comparable<Person> {
    String name;

    public Person(String name) {
        this.name = name;
    }

    @Override
    public int compareTo(Person o) {
        return this.name.compareTo(o.name); // 이름 기준으로 오름차순 정렬
    }
}

 

방법 2:  TreeSet 생성 시 Comparator 지정

Set<Person> people = new TreeSet<>(Comparator.comparing(p -> p.name));

 

❗ TreeSet은 compareTo() 결과로 중복 여부도 판단합니다!

Set<Person> set = new TreeSet<>();
set.add(new Person("우진"));
set.add(new Person("우진")); // compareTo() 결과가 0 → 중복으로 판단됨

System.out.println(set.size()); // 1

compareTo() 또는 Comparator.compare()의 결과가 0이면
→ 이미 있는 값과 같다고 보고 추가되지 않습니다.

즉,

TreeSet은 정렬 기준 == 중복 판단 기준입니다.

 

 

 

equals()랑 hashCode() 안 재정의해도 되나요?

➡ 네, TreeSet은 아예 equals()/hashCode()를 보지 않습니다.
대신 compareTo()에서 "같다(==0)"고 판단되면 Set 내부에 이미 있다고 간주합니다.

 

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요약정리

항목	HashSet	LinkedHashSet	TreeSet
중복 제거	✅	✅	✅
순서 유지	❌	✅ (입력 순서 유지)	✅ (정렬 기준 순)
자동 정렬	❌	❌	✅
null 허용	✅ (1개)	✅ (1개)	❌ (Exception 발생)
사용자 객체 기준	equals/hashCode	equals/hashCode	compareTo or Comparator

 

 

 

 

 

읽어주셔서 감사합니다 😊

 

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