(22.10.08)Java 학습 정리: 자바 데이터 타입(기본 타입, 참조 타입)과 연산자와 제어문( 조건문, 반복문)

Java는 대표적인 객체지향 프로그래밍 언어이다.

 

자바의 특징으로는

①구문이 간결하다. 포인터 데이터 형식을 없앰으로써 C++에서 주로 문제를 일으키던 메모리 관리 문제가 대폭 해결되었다.

②명료한 객체지향 언어이다.

③이식성이 높으며 기계에 중립적이다. 한번 작성한 Java는 다양한 운영체제에서 동작한다. 이것은 JVM(Java Virutal Machine)이라는 소프트웨어에 의해 가능하다.

④분산 처리를 지원한다.

⑤멀티스레드(multi - thread) 언어이다.

 

변수와 데이터 형식

Java에서 쓰이는 데이터 타입은 크게 기본 타입(원시 타입: primitive type)과 참조 타입(referene type)으로 분류된다. 기본타입이란 정수, 실수, 문자, 논리 리터럴을 저장하는 타입을 말한다. 참조 타입이란 객체(Object)의 번지를 참조하는 타입으로 배열, 열거, 클래스, 인터페이스 등을 말한다.

 

 

java에서 주로 사용되는 데이터 타입 (기본 타입 + String Class)

데이터 형식		메모리 사용 크기		설명
문자형	String	참조형		기본 데이터형이 아닌 자바에서 제공되는 Class이다. “ ”를 사용한다.
	char	2byte	16bit	문자형이 아닌 정수형이지만 문자 1가지를 나타낼 때 쓰인다. ‘ ’를 사용한다.
정수형	byte	1byte	8bit	-128 ~ 127까지를 입력
	short	2byte	16bit	-32768 ~ 32767까지 입력
	int	4byte	32bit	가장 널리 쓰이는 데이터 타입 약-21억 ~약21억까지 입력
	long	8byte	64bit	매우 큰 정수까지 입력
실수형	float	4byte	32bit	소수점이 있는 실수를 입력
	double	8byte	64bit	실수를 입력 float보다 정밀도가 높다
논리형	boolean	1byte	8bit	true 또는 false를 입력

 

 

 

 

 

 

💡 int 로 나타낼 수 있는 비트 크기는 2^32 인데 왜 2^31의 수를 나타내게 될까?

       

   

  ✔️이유는 바로 맨 앞 비트는 부호 비트로써 쓰이기 때문이다.

 

 

 

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byte와 short

• byte : 1바이트 단위의 자료형 동영상, 음악 파일, 실행 파일의 자료를 처리할 때 사용
• short: 2바이트 단위의 자료형 C/C++ 언어와 호환 시 사용

int

• 자바에서 사용하는 정수에 대한 기본 자료 형
• 4바이트 단위의 자료형
• 프로그램에서 사용하는 모든 숫자(리터럴)은 int 로 저장됨
• 32 비트를 초과하는 숫자는 long 자료형으로 처리

long

• 8바이트 자료형
• 숫자의 뒤에 알파벳 L 또는 l 을 써서 long 형임을 표시 함
• 예) int num = 12345678900; // 오류
  long lnum = 12345678900; //오류
  long lnumber = 12345678900L; // ok

 

실수 표현 방식

- 부동 소수점 방식

• 실수는 정수 보다 정밀하기 때문에 정수와는 다른 방식으로 표현해야 함
• 부동 소수점 방식으로 실수 값 0.1 표현

• 지수부와 가수부로 표현 함
• 컴퓨터에서는 밑수를 2로 사용
• 정규화 : 가수가 밑수보다 작은 한 자리까지 가수로 표현 되는 것
• 컴퓨터에서는 밑수가 2 이므로 정규화를 하게 되면 가수부분의 첫 번째 자리 숫자는 항상 1임
  예) 0.2 표현 0.4 X 2^-1 정규화 하면 1.6 X 2^-3     컴퓨터에서 모든 실수는 1.mX 2^-n 으로 표현한다.

- float형과 double형

자바에서 모든 실수 리터럴 들은 dobule로 저장되어 있다.

자바에서는 실수의 기본 타입은 dobule을 사용 함

 

 

- 부동 소수점 방식의 오류

지수와 가수로 나타내는 부동 소수점 방식에서는 지수부가 0을 표현할 수 없기 때문에 약간의 오차가 발생할 수 있다

public class DoubleTest2 {

	public static void main(String[] args) {

		double dnum = 1;
		
		for(int i = 0; i<10000; i++) {
			dnum = dnum + 0.1;
		}
		System.out.println(dnum);
	}
}

 

출력 결과

뒤에 이상한 소수점 숫자들이 생김 (지수부가 0을 표현할 수 없기 때문)

 

 

 

 

 

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자료형(data type) - 문자는 프로그램에서 어떻게 표현하여 사용하나요?

- 문자도 정수로 표현합니다.

• 어떤 문자를 컴퓨터 내부에서 표현하기 위해 특정 정수 값을 정의
• A 는 65

• 문자세트 : 각 문자를 얼마로 표현할 것인지 코드 값을 모아둔 것을 문자세트(charater set)라 함
  (ex. ASKII, euc-kr, utf-8, utf-16)

- 자바에서는 문자가 어떻게 표현되나요?

• 자바는 문자를 나타내기 위해 전세계 표준인 UNICODE를 사용
• utf-16 인코딩을 사용 (모든 문자를 2바이트로 표시)

- 문자형 변수 선언과 사용하기

• 문자를 위한 데이터 타입 char ch = 'A';
• 문자는 ' ' 로 표현하고 " " 로 표현하게 되면 문자열이 된다. 이것은 엄연히 다른 자료형이다.
• 내부적으로 숫자료 표현되므로 숫자를 넣어도 문자가 출력될 수 있음
• char ch2 = 66;
• 하지만 음수는 표현할 수 없다.

public class CharacterTest {

	public static void main(String[] args) {

		char ch1 = 'A';
		System.out.println(ch1);
		System.out.println((int)ch1);
		
		char ch2 = 66;
		System.out.println(ch2);
		
		int ch3 = 67;
		System.out.println(ch3);
		System.out.println((char)ch3);
		
		//char ch4 = -66;  음수는 대입 할 수 없음

    		char ch5 = '한';
		char ch6 = '\uD55C';
		
		System.out.println(ch5);
		System.out.println(ch6);
	}
}

참고

character set: 문자를 숫자로 변환한 값의 세트

encoding: 문자가 숫자로 변환되는 것
decoding: 숫자에서 다시 문자로 변환되는 것

ASKII code: 알파벳과 숫자 특수 문자등을 1바이트에 표현하는데 사용하는 문자세트

UNICODE: 전 세계 표준으로 만든 문자 세트

UTF-8: 1바이트에서 4바이트까지 다양하게 문자를 표현할 수 있음

UTF-16: 2바이트로 문자를 표현

 

 

 

 

 

 

 

 

 

변수 초기화

변수를 사용하기 전 처음으로 값을 저장하는 것

 

예시)

int num = 123;

int  → 데이터 타입 (정수형이고, 4byte 공간에 저장할 거란 의미)

num  →  임의로 지은 변수 이름 일반적으로 보는 사람이 알기 쉽게 작명하는 것이 좋다.

=  →  할당 연산자(대입 연산자)

123; → 리터럴, 메모리에 할당 하고 싶은 임의의 값, 끝날땐 항상 세미콜론; 을 붙어줘야 한다.

 

연산자

프로그램에서 데이터를 처리하여 결과를 산출하는 것을 연산(operations)이라고 한다.연산에서 사용되는 표시나 기호를 연산자(operator)라고 하고, 연산되는 데이터는 피연산자라고 한다. 연산자와 피연산자를 이용하여 연산의 과정을 기술한 것을 연산식(expressions)이라고 한다.

연산자	설명
+, -, *, /, %	사칙연산자로 /와 % 모두 나누기 연산자지만 /는 몫을 %은 나머지 값을 계산한다.
+, -	부호 연산자로 변수, 수,식 앞에 붙일 수 있다.
=	대입(할당)연산자로 오른쪽을 왼쪽에 대입한다.
++, --	증감연산자로 1씩 증가 또는 감소시킨다.
==, !=, <, >, >=, <=	비교 연산자로 결과는 true 또는 false이며, if문이나 반복문에 주로 쓰인다.
&&, ||	논리 연산자로 and 와 or를 의미한다.
&, |,^, ~	비트 연산자로 비트 단위로 and, or, exclusive or, not 연산을 한다.
<<, >>	시프트 연산자로, 비트 단위로 왼쪽 또는 오른쪽으로 이동한다.
+=,-=,*=, /=	복합 대입 연산자로, 'a+=b' 는 'a=a+b'와 동일하다.
(데이터 형식)	캐스트(cast) 연산자로, 데이터 형식을 강제로 변환한다. 예를 들어 int a = (int)3.5는 double형인 3.5 값을 int형으로 강제로 변환하여 a에 대입한다. 결국 a에 3이 대입된다.

 

Java의 제어문

제어문		설명
조건문	if 문	if-else문 , 중첩 if 문 으로 쓸수 있고 true면 블록을 실행하고 false면 else블록이 실행된다.
	switch 문	case를 나누어 변수가 어떤 값을 갖느냐에 따라 실행문이 선택된다.
반복문	for문	( ; ; );로 섹터를 나누고 각 섹터엔 boolean 표현식이 들어와야한다.(빈칸 제외) 첫번째 섹터는 초기화식, 두번째 섹터는 조건식, 세번째 섹터는 대부분 증감식이 온다.
	while 문	for문이 정행진 횟수만큼 반복이라면, while문은 조건식이 true일 경우에 계속 반복한다. do-while문은 조건식을 먼저 검사하고 블록 내부를 실행할지 결정하는게 아닌, 실행문을 우선 실행 시키고 실행 결과에 따라서 반복 실행을 계속할지 결정한다.
그 외	break 문은 반복문을 실행 중지할 때 이용한다. 또한 이전에 학습한 switch 문에서도 실행문을 종료시킬수 있다. continue 문은 반복문에만 사용되며, continue 문이 실행되면 for문의 증감식 또는 while, do-while문의 조건식으로 이동한다.

java의 제어문 종류는 크게 조건문(분기문)과 반복문이 있다. 조건문에는 if문, switch문이 있고,조건식에는 true 또는 false 값을 산출할 수 있는 연산식이나, boolean 변수가 올 수 있다. 조건식이 true면 블록(실행문)을 실행하고, false면 블록을 실행 하지 않는다. 반복문엔 for문, while문, do-while문이 있다. 제어문 블록이 실행 완료되었을 경우 다시 제어문 처음으로 돌아갈지, 아니면 제어문 블록을 빠져나와 정상흐름으로 다시 돌아올지는 어떤 제어문을 사용하냐에 따라 달려있다.

조건문일 경우는 정상흐름으로 돌아오지만, 반복문일 경우는 제어문 처음으로 다시 되돌아가 반복 실행한다. 이를 루핑(looping)이라고한다.

 

참조 타입

기본 타입으로 선언된 변수와 참조 타입으로 선언된 변수의 차이점은 저장되는 값이 무엇이냐이다. 기본 타입을 이용해서 선언된 변수는 실제 값을 변수안에 저장하지만, 참조 타입인 배열, 열거, 클래스, 인터페이스를 이용해서 선언된 변수는 메모리의 번지(주소)를 값으로 갖는다. 번지를 통해 객체를 참조한다는 뜻에서 참조타입이라 부른다. 변수는 스택영역에 생성되고 객체는 힙영역에 생성된다.

String 타입

자바에서 문자열은 String 객체로 생성되고 변수는  String 객체를 참조한다. 하지만 일반적으로 표현할때 String 변수에 저장한다는 말을 사용한다. 만약  두가지 다른 변수가 동일한 문자열 리터럴을 참조할 경우는 같은 String 객체를 참조하게 된다.

String name1 = "홍길동";
String name2 = "홍길동";
String name3 = new String("홍길동");

name1과 name2는 동일한 문자열 리터럴로 생성된 객체를 참조하기 때문에 name1==name2의 결과는 true값이 나온다. 그러나 name3는 new 연산자로 String 객체를 별도로 생성했기 때문에 name1==name3의 결과는 false가 나온다.  동일한 String 객체이든 다른 String객체이든 상관없이 문자열만을 비교할 때에는 String 객체의 .equals()메소드를 사용해야한다. .equals()메소드는 우너본 문자열과 매개값으로 주어진 비교 문자열이 동일한지 비교한 후 true 또는 false를 리턴한다.