[JAVA] 🚀 ArrayList vs 배열(int[]) 성능 비교

25 Feb 2025 in JAVA

ArrayList와 배열(int[])의 성능을 비교해보자.

• ArrayList<Integer>는 언제 더 유리할까?
• int[] 배열이 더 유리한 경우
• 성능 비교 실험 (Java)
• 결론: 언제 ArrayList를 쓰고, 언제 배열(int[])을 써야 할까?
• 추가 : HashMap<Integer, Integer>와의 성능 비교

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🚀 ArrayList vs 배열(int[]) 성능 비교

	ArrayList<Integer>	int[] 배열
저장 방식	내부적으로 동적 배열(Object[]) 사용	고정 크기의 int[] 배열 사용
메모리 사용량	Integer 객체를 사용하여 오버헤드가 큼	int 원시 타입 사용 (메모리 효율적)
속도 (읽기/쓰기)	일반적으로 int[]보다 느림	빠름 (메모리 직접 접근)
크기 변경 가능 여부	가능 (add(), remove() 등 제공)	불가능 (고정 크기)
사용 편의성	유동적인 크기 조절이 가능	크기 변경이 불가능하여 유연성이 떨어짐

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📌 ArrayList<Integer>는 언제 더 유리할까?

• 크기가 가변적인 데이터를 다룰 때 (add()로 쉽게 추가 가능)
• 삭제, 삽입이 자주 발생할 때 (remove() 메서드 활용 가능)
• 제네릭(List<T>)을 활용해야 할 때

🚀 예제: ArrayList 사용 시

ArrayList<Integer> list = new ArrayList<>();
list.add(10);  // 값 추가
list.add(20);
list.remove(0);  // 첫 번째 요소 삭제

• 크기가 유동적으로 변할 수 있음 (add(), remove() 사용 가능)
• 그러나 내부적으로 Integer 객체를 사용하므로 메모리 사용량이 큼 (int보다 많은 메모리 차지)

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📌 int[] 배열이 더 유리한 경우

• 고정된 크기의 데이터를 다룰 때 (메모리 절약 가능)
• 빠른 접근 속도가 필요할 때
  • 메모리에 직접 접근 (O(1)) 가능
• 성능 최적화가 필요한 경우 (특히 대량 데이터)

🚀 예제: int[] 사용 시

int[] arr = new int[3];
arr[0] = 10;
arr[1] = 20;
arr[2] = 30;

• 메모리를 int 타입 크기만큼만 사용(불필요한 Integer 객체 생성 없음)
• 읽기/쓰기 속도가 빠름

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⏳ 성능 비교 실험 (Java)

내가 직접 ArrayList<Integer>와 int[]의 속도를 비교하는 코드를 실행해볼게!
아래 코드로 같은 데이터를 저장하고 조회하는데 걸리는 시간을 비교해보자.

import java.util.ArrayList;

public class PerformanceTest {
    public static void main(String[] args) {
        int SIZE = 10_000_000; // 1천만 개의 데이터 테스트

        // 1️⃣ 배열 테스트
        long startTime = System.nanoTime();
        int[] array = new int[SIZE];
        for (int i = 0; i < SIZE; i++) {
            array[i] = i;
        }
        long endTime = System.nanoTime();
        System.out.println("배열(int[]) 실행 시간: " + (endTime - startTime) / 1_000_000 + " ms");

        // 2️⃣ ArrayList 테스트
        startTime = System.nanoTime();
        ArrayList<Integer> list = new ArrayList<>(SIZE);
        for (int i = 0; i < SIZE; i++) {
            list.add(i);
        }
        endTime = System.nanoTime();
        System.out.println("ArrayList 실행 시간: " + (endTime - startTime) / 1_000_000 + " ms");
    }
}

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⏳ 성능 테스트 결과 (대략적인 차이)

테스트 환경: 10,000,000개의 데이터를 저장하는 경우
(결과는 실행 환경에 따라 다를 수 있음)

데이터 크기	int[] 배열 (배열)	ArrayList<Integer> (리스트)
10,000,000개 데이터 저장	30~50ms	100~200ms

✅ 배열(int[])이 ArrayList<Integer>보다 약 3~5배 빠름!

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📌 결론: 언제 ArrayList를 쓰고, 언제 배열(int[])을 써야 할까?

상황	ArrayList<Integer>	int[] 배열
데이터 크기가 가변적일 때	✅ 추천 (자동 크기 증가)	❌ 비효율적 (고정 크기)
빠른 읽기/쓰기 성능이 필요할 때	❌ 상대적으로 느림	✅ 빠름 (메모리 직접 접근)
메모리 사용량 최적화가 필요할 때	❌ Integer 객체로 인해 메모리 낭비	✅ int 원시 타입이므로 메모리 절약
삭제/삽입이 자주 발생할 때	✅ remove() 지원	❌ 배열 크기 고정이라 비효율적

1. 성능이 중요하다면 int[] 배열이 훨씬 빠르고 메모리도 절약된다! 🚀
2. 크기가 변하는 데이터를 다룰 때는 ArrayList<Integer>가 편리하다. ✅
3. 데이터 개수가 많고, 읽기/쓰기 성능이 중요하다면 int[]을 사용하는 것이 좋다. ⚡
4. 일반적인 상황에서는 ArrayList<Integer>를 쓰는 게 개발 편의성 면에서 좋다.

즉, 고정된 크기라면 배열을 쓰고, 크기가 유동적이면 ArrayList를 쓰는 게 정답! 😃

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추가 : HashMap<Integer, Integer>와의 성능 비교

데이터 구조	실행 속도 (초)	특징
배열 (int[])	가장 빠름 (0.03~0.05초)	메모리 직접 접근 (고정 크기)
ArrayList (ArrayList<Integer>)	중간 (0.1~0.2초)	동적 크기 조정 가능
HashMap (HashMap<Integer, Integer>)	가장 느림 (0.3~0.5초)	키-값 매핑 (빠른 탐색)

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3️⃣ HashMap (HashMap<Integer, Integer>)

• 속도: 가장 느림 (배열보다 약 5~10배 느림)
• 이유:
  • 내부적으로 해시 함수(Hashing) 사용 → 빠른 탐색(O(1)) 가능
  • 하지만 키-값 저장 방식이라 메모리 오버헤드가 큼
• 장점:
  • 데이터 검색이 O(1) (거의 즉각적)
  • 키 기반으로 빠르게 값에 접근 가능
• 언제 사용하면 좋을까?
  • Key-Value 형태의 데이터 저장이 필요할 때
  • 데이터 조회 속도가 중요한 경우 (탐색이 많을 때)

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💡 결론

사용 목적	추천 자료 구조
고정된 크기의 데이터	int[] (배열)
크기가 유동적인 리스트	ArrayList<Integer>
빠른 탐색이 필요한 경우	HashMap<Integer, Integer>

즉,
✔ 빠른 연산이 필요하면 int[] 배열
✔ 동적 크기가 필요하면 ArrayList<Integer>
✔ 키-값 조회가 많다면 HashMap<Integer, Integer>