JAVA

[JAVA] - 자바 기초

nam_ji 2024. 1. 3. 21:18

변수

변수

  • 변하는 것 : 변수 (Valiable)
  • 변하지 않는 것 : 상수 (Constant)
    • 저장공간의 선언
      • 저장공간타입 저장공간이름; -> int num;
      • 자바 프로그램에서 값을 다루기 위해서는 값을 저장해둘 저장공간(그릇)의 선언이 필요합니다.
      • 선언할 때는 저장공간(그릇)에 담을 값의 타입과 이름을 명시하여 선업합니다.
        • 값의 타입 : 저장공간의 종류
        • 값의 이름 : 저장공간의 이름
    • 값의 저장
      • 자바 프로그램에서 저장공간에 값을 저장하는 방법은 2가지가 있습니다.
        1. 선언과 동시에 저장한다면 그것은 초기화라고 합니다.
        2. 선언 이후에 값을 저장한다면 일반적인 덮어쓰기입니다.
  • 변수 : 변하는 저장공간
    • 자바 프로그램에서 저장하는 대부분의 값들은 변하는 것입니다.
    • 수로 끝나지만 숫자만 말하는 것은 아니고 하나의 값을 저장할 수 있는 저장공간을 의미합니다.
    • 저장공간이라고 표현한 이유는 변하는 것이라는 의미에 맞게 저장하고 있는 값이 달라질 수 있기 때문입니다.
    • 우리는 이 저장공간에 이름(변수명)을 붙여서 필요한 값을 저장해두비낟.
    • 이 변수는 저장되는 값의 형태에 따라서 여러가지 모습을 지니게 됩니다.
    •  
    • int num = 10; // 변수 선언과 동시에 할당 int num1; // 변수 선언하고 num = 10; // 변수에 할당
  • 상수 : 변하지 않는 저장공간
    • 자바 프로그램에서는 변하지 않을 값을 변하지 않는 저장공간에 저장해둡니다.
    • 변하지 않는 저장공간이라고 표현한 이유는 저장효율을 위해 변하지 않을 값을 따로 저장하는 공간이 있기 때문입니다.
    • 이 상수 또한 저장되는 값의 형태에 따라서 여러가지 모습을 지니게 됩니다.
    • final int number = 10; // 1. 상수로 선언 (데이터 타입 앞에 final 을 붙이면 됩니다.)
number = 11; // e2. 변수의 값을 바꾸려고하면 에러가 납니다!
  • 저장공간의 종류 (변수 타입)
    • 기본형 
      1. 논리형 변수 : boolean
        • true / false 값만 저장합니다.
        • boolean flag = true; // 1. 논리형 변수 boolean 으로 선언 및 True 값으로 초기화

flag = false; // 2. False 값으로도 저장할 수 있습니다.
      2. 문자형 변수 : char
        • 'A', '1'과 같은 문자 하나만 저장합니다.
        • char alphabet = 'A'; // 문자 하나를 저장합니다.
      3. 정수형 변수 : byte, short, int, long
        • 0,1,2와 같은 정수형 숫자값을 저장합니다.
        • 정수형 변수 표현 범위
          • 각 변수 표현 범위를 넘는 숫자를 넣게되면 오버플로우가 발생하고, 해당 숫자를 출력해보면 입력값과 다른 값으로 표현됩니다. (표현 범위를 초과한것이기 때문에 입력한 값보다 작거나 음수인 값이 표현됩니다.)
          • 그렇기 때문에 각 변수들의 표현 범위를 잘 알아야 버그가 생기지 않습니다
            • byte : -128 ~ 127 범위의 숫자만 저장 가능합니다.
            • short (2byte) 는 -32,768~32,767 범위의 숫자만 저장 가능합니다.
            • int (4byte) 는 -21억~21억 범위의 숫자만 저장 가능합니다.
            • long (8byte) 은 9백경 정도의 매우 큰수를 저장 가능합니다.
          • 정수형 리터럴 구분값 (리터럴 = 데이터값)
          • 이런식으로 데이터값 (리터럴) 뒤에 붙이는 구분값을 접미사라고 부릅니다.
          • int와 long의 데이터값(리터럴)을 구분하기 위한 구분자로 long으로 담을 숫자뒤에 L을 붙입니다.
        • byte byteNumber = 127; 
// byte 는 -128 ~ 127 범위의 숫자만 저장 가능합니다.

short shortNumber = 32767; 
// short 는 -32,768~32,767 범위의 숫자만 저장 가능합니다.

int intNumber = 2147483647; 
// int 는 -21억~21억 범위의 숫자만 저장 가능합니다.

long longNumber = 2147483647L; 
// long 은 숫자뒤에 알파벳 L 을 붙여서 표기하며 매우 큰수를 저장 가능합니다.


      4. 실수형 변수 : float, double
        • 0.123, 0.99999 와 같은 소수점 실수값을 저장합니다.
        • 실수형 변수의 표현 범위
          • 실수도 동일하게 각 변수 표현 범위를 넘는 숫자를 넣게되면 오버플로우가 발생하고, 해당 숫자를 출력해보면 입력값과 다른 값으로 표현됩니다.
            특히, 실수는 표현범위가 매우 넓어서 정수형 변수에서 담지 못할 수 있습니다.
        • float는 4byte만 쓰는데 어떻게 long보다 더 넓은 범위의 표현이 가능할까
          • 부동 소수점 방식 : 가수와 지수를 구분해서 저장하고 이 값들을 곱한 값을 저장(표현)하는 방식입니다.
          • float라는 단어의 뜻은 부동이라는 의미를 가지고 있으며 소수점이 움직인다는 의미의 부동 소수점 방식으로 숫자를 저장합니다.
          •  float 가 long 보다 더 넓은 범위를 표현하기 때문에 자동 형변환이 안됩니다.
          • long longNumber = 3.14f; // long < float 자동 형변환 불가
        • float floatNumber = 0.123f; // float 는 4byte 로 3.4 * 10^38 범위를 표현하는 실수값
double doubleNumber = 0.123123123; // double 은 8byte 로 1.7 * 10^308 범위를 표현하는 실수값


        • 실수형 리터럴 구분값 (리터럴 = 데이터값)
          • 이런식으로 데이터값(리터러) 뒤에 붙이는 구분값을 접미사라고 부릅니다.
          • float와 double의 데이터값(리터럴)을 구분하기 위한 구분자로 float으로 담을 숫자 뒤에 f를 붙입니다
    • 참조형
      1. 문자열 변수 : String
        • “Apple”, “텍스트” 와 같은 문장을 저장합니다. 
          • String message = "Hello World"; // 문자열을 저장합니다.
        • 그 외 : Object, Array, List...
          • 객체, 배열, 리스트와 같은 단일 저장공간에 담을 수 없는 값을 저장합니다.
          • List<int> alphabet = [0,1,2,3]; // 기본형 변수 여러개를 저장합니다.
    • 래퍼클래스 변수
      • 래퍼 클래스(Wrapper Class) 라는 말 그대로 “기본형 변수를 클래스로 한번 랩핑(감싸는) 변수” 라고 생각하시면 됩니다.
        • 기본형 변수 타입명에서 첫글자를 대문자로 바꾸어서 래퍼 클래스를 정의할 수 있습니다.
        • 박싱 & 언박싱
          • 기본 타입에서 래퍼 클래스 변수로 변수를 감싸는 것을 박싱이라고 부르며
          • 래퍼 클래스 변수를 기본 타입 변수로 가져오는 것을 언박싱이라고 부릅니다.
          • int 기본 타입 변수와 Integer 래퍼 클래스 변수를 변환 해보겠습니다. 
            • // 박싱 VS 언박싱

// 박싱
// Integer 래퍼 클래스 num 에 21 의 값을 저장
int number = 21;
Integer num = new Integer(number);

// 언박싱
int n = num.intValue(); // 래퍼 클래스들은 inValue() 같은 언박싱 메서드들을 제공해줍니다.
          • 기본 타입과 래퍼클래스 구분
          • 기본타입 래퍼클래스
            byte Byte
            short Short
            int Integer
            long Long
            float Float
            double Double
            char Character
            boolean Boolean
          • 래퍼클래스는 사용하는 이유
            • 클래스는 객체지향 언어인 Java 의 핵심기능입니다. 그렇기 때문에 클래스로 변수를 관리하면 객체지향의 많은 기능을 사용할 수 있게됩니다
    • 숫자와 문자
      • 숫자와 문자
        • 저장공간에 문자는 어떻게 저장될까?
          • 바로, 숫자(int)를 문자(char)로 매핑해서(짝을 지어서) 표현합니다
          • 숫자를 문자로 매핑하는 방법은 여러가지 방법이 있습니다.
          • 그중에 Java 에서는 기본적으로 아스키 코드 라는 규칙으로 문자를 저장(표현)하고 있습니다.
            • 아래 표를 보시면 알파벳 A 는 65, a 는 97, 문자 ”0”은 80 으로 매핑하고 있습니다.  
          • 숫자를 문자로 바꿔보겠습니다.
            • 숫자 -> 문자  
              • // 숫자 -> 문자
import java.util.Scanner;

public class Main {

	public static void main(String[] args) {
		Scanner sc = new Scanner(System.in);

		int asciiNumber = sc.nextInt();
		char ch = (char)asciiNumber; 
        // 문자로 형변환을 해주면 숫자에 맞는 문자로 표현됩니다.

		System.out.println(ch);
	}

}

// 입력
97

// 출력
a
            • 문자 -> 숫자 
              • // 문자 -> 숫자

import java.util.Scanner;

public class Main {

	public static void main(String[] args) {
		Scanner sc = new Scanner(System.in);

		char letter = sc.nextLine().charAt(0); 
        // 첫번째 글자만 받아오기위해 charAt(0) 메서드를 사용합니다.
		int asciiNumber = (int)letter; 
        // 숫자로 형변환을 해주면 저장되어있던 아스키 숫자값으로 표현됩니다.

		System.out.println(asciiNumber);
	}

}

// 입력
a

// 출력
97
    • 문자와 문자열
      • 선언 관점에서 차이점
        • 문자 (char)
            •  
          • 문자 한개만 저장하며 따옴표를 사용하여 값을 지정합니다. (ex.'A')
          • char alphabet = 'A'; // 문자 하나를 저장합니다.
        • 문자열 (String)
          • 문자 여러개를 문장 형태로 저장하며 쌍따옴표를 사용하여 범위를 지정합니다. (ex. "ABC")
          • String message = "Hello World"; // 문자열을 저장합니다.
      • 저장 관점에서 차이점
        • 문자 (char)
          • 문자 뒤에 \0(널문자)가 없습니다.
            (1byte만 쓰기 때문에 끝을 알아서 데이터만 저장하면 됩니다.)
        • 문자열 (String)
          • 문장의 끝에 \0(널문자)가 함께 저장됩니다.
            (몇개의 byte를 쓸지 모르기 때문에 끝을 표시해야 합니다.)
  • 참조형
    • 다른 기본형 변수가 실제 값을 저장하는 저장공간이라면
      참조형 변수는 실제 값이 아닌 원본값의 주소값을 저장합니다.
    • 저장 관점에서 차이점은
      기본형 변수 : 원본 값이 Stack 영역에 있습니다.
      참조형 변수 : 원본 값이 Heap 영역에 있습니다.
      • Stack 영역과 Heap 영역의 차이
        • Stack의 경우애는 정적으로 할당된 메모리 영역입니다.
          • 그래서, 크기가 몇 byte인지 정해져 있는 기본형 변수를 저장합니다.
          • 추가로, 크기가 정해져 있는 참조형 변수의 주소 값도 저장합니다.
        • Heap의 경우에는 동적으로 할당된 메모리 영역입니다.
          •  동적 : 값이 변하기 때문에 그 크기에 맞게 할당되는게 동적이라고 생각하시면 됩니다.
          • 그래서, 크기가 계속 늘어날 수 있는 참조형 변수의 원본을 저장합니다.
  • 입력 & 출력
    • 입력
      • 자바 프로그램에서는 기본적으로 Scanner.in 객체의 next() 명령을 사용해서 입력을 받습니다.
      • Scanner sc = new Scanner(System.in); // Scanner 객체를 new 명령어로 생성합니다.
String input = sc.next();  // sc(Scanner)의 .next(); 를 실행하면 input 변수에 입력한 글자를 받을 수 있습니다.
    • 출력
      • 자바 프로그램에서는 기본적으로 System.out 객체의 println() 명령을 사용해서 출력합니다.
      • Scanner sc = new Scanner(System.in);
String input = sc.next();  

System.out.println("입력값 : " + input);  // 입력한 글자를 출력합니다.

// 실행 결과
{입력}
입력값 : {입력}
  • 비트 & 바이트
    • Byte는 8개의 Bit로 구성되어 있습니다.
      1. Bit(비트)
        • Bit는 0,1 형태의 2진수 데이터로써 컴퓨터가 저장(표현)할 수 있는 최소 단위입니다.
        • 정수형 값은 10진수 숫자 (0~10 범위의 숫자)이며 2진수 (0~1범위)Bit로 저장(표현)합니다.
        • 4개의 Bit로 16진수 숫자(0~F(16)범위의 숫자)를 2진수 (0~1범위)Bit로 저장(표현)합니다.
        • 2진수(0~1)를 10진수, 16진수로 변환된 값 예시
      2. Byte(바이트) = 8Bit
        • Byte는 8개의 Bit로 구성되어 있습니다.
        • 1Byte 내에서 숫자 변수는 Bit 2진수를 10진수로 저장(표현)합니다.
          • 10진수로 0~255(2의8승)까지 저장(표현)합니다.
        • 1Byte 내에서 문자 변수의 경우만 Bit 2진수를 16진수로 저장(표현)합니다.
  • 형변환에 대한 이해
    • 자바 프로그래밍을 하다보면 문자열로 입력받은 변수를 숫자로 변환해서 계산을 하고싶은 경우, 문자열에 숫자 값을 추가하고 싶은 경우 어떤 변수형을 다른 형으로 변환이 필요한 경우가 많습니다.
    • 형변환은 주로 기본형 변수인 정수 <-> 실수 <-> 문자들 사이에서 일어나며 방법은 아래와 같습니다.
  • 정수형, 실수형 간 발생하는 형변환
    정수 <-> 실수 간에 변환할때는 (원하는 타입) 명령을 통해 변환할 수 있습니다(캐스팅)
    • double, float to int
      (int)캐스팅 방식으로 실수를 정수로 치환하는 방법입니다.
      이때 실수형의 소수점 아래자리는 버려집니다.
      double doubleNumber = 10.101010;
float floatNumber = 10.1010

int intNumber;
intNumber = (int)doubleNumber; // double -> int 형변환
intNumber = (int)floatNumber; // float -> int 형변환​
    • int to double, float
      (double, float) 캐스팅으로 정수형을 실수형으로 변환하는 방법입니다. 
      int intNumber = 10;

double doubleNumber = (double)intNumber; // int -> double 형변환
float floatNumber = (float)intNumber;  // int -> float 형변환
  • 자동 형변환
    • 자바 프로그래밍에서 형변환을 직접적으로 캐스팅하지 않아도 자동으로 형변환 되는 케이스가 있습니다.
    • 프로그램 실행 도중에 값을 저장하거나 계산할 때 자동으로 타입변환이 일어납니다.
    • 자동 타입 변환은 작은 크기의 타입에서 큰 크기의 타입으로 저장될 때 큰 크기로 형변환이 발생합니다. 
      • 변수 타입별 크기 순서
byte(1) → short(2) → int(4) → long(8) → float(4) → double(8)
      • byte byteNumber = 10;
int intNumber = byteNumber;    // byte -> int 형변환
System.out.println(intNumber); // 10

char charAlphabet = 'A';
intNumber = charAlphabet;   // char -> int 형변환
System.out.println(intNumber); // A의 유니코드 : 65

intNumber = 100;
long longNumber = intNumber; // int -> number 형변환
System.out.println(longNumber); // 100

intNumber = 200;
double doubleNumber = intNumber; // int -> double 형변환
System.out.println(doubleNumber); // 200.0  (소수점이 추가된 실수출력)
      • 작은 크기의 타입이 큰 크기의 타입과 계산될 때 자동으로 큰 크기의 타입으로 형변환이 발생합니다.
      • int intNumber = 10;
double doubleNumber = 5.5;
double result = intNumber + doubleNumber; // result 에 15.5 저장됨 (int -> double)

intNumber = 10;
int iResult = intNumber / 4; // iResult 에 2 저장됨 (int형 연산 -> 소수점 버려짐)

intNumber = 10;
double dResult = intNumber / 4.0; // dResult 에 2.5 저장됨 (double형 연산 -> 소수점 저장)
      • 자동 형변환 & 강제 형변환
        1. 작은 타입 > 큰 타입 형변환 시 (자동 형변환)
          • 더 큰 표현 범위를 가진 타입으로 변환되는 것이라 값의 손실이 없습니다.
          • 값의 손실 없이 변환이 가능하기 때문에 컴파일러가 자동으로 형변환을 해줍니다.
        2. 큰 타입 > 작은 타입 형변환 시 (강제 형변환 = 캐스팅)
          • 더 작은 표현 범위를 가진 타입으로 변환 되는 것이라 값의 손실이 생깁니다.
          • 값의 손실이 생기기 때문에 자동으로 형변환을 해주지 않고 개발자가 선택하여 형변환을 합니다.