Java 기초 문법 정리(1강 - 3강)

1강 자바 프로그래밍 시작하기

프로그래밍: 컴퓨터에게 일을 시키기 위해 프로그래밍 언어로 만든 명령어 집합인 프로그램을 만드는 일
컴파일: 프로그래밍 언어를 기계어로 바꾸어 주는 일
컴파일러: 기계어로 바꾸어 주는 프로그램 자바를 설치하면 자바 컴파일러도 설치 됨

자바

• 자바와 다른 언어의 차이점: 플랫폼에 독립적인 프로그래밍을 할 수 있음

• 자바 컴파일러가 바이트 코드(class 파일)을 만들고 이를 각 운영체제에 따른 자바 가상머신(Java Virtual Machine)이 있에서 실행하게 된다.

특징

• 객체지향 프로그램으로 유지 보수와 확장성이 좋음
• 안정적
• 풍부한 라이브러리와 오픈소스와 연동 가능

객체 지향 프로그래밍을 해야하는 이유

• 재사용성
• 유지보수
• 코드 관리
• 신뢰성 높은 프로그램

자바로 만들 수 있는 프로그램들

• 웹 서버
• 모바일 앱(Android)
• 게임

JDK, JRE 설치 https://www.oracle.com/technetwork/java/index.html

이클립스 설치 https://www.eclipse.org/

2강 변수와 자료형

2진수

• 비트(bit): 컴퓨터에서 자료를 표현하는 최소 단위(0 또는 1)

• 바이트(byte): 8bit

• 2진수: 컴퓨터에서 표현되는 자료의 형태

• 8진수: 2진수를 3비트씩 모아서 표현

• 16진수: 2진수를 4비트씩 모아서 표현

컴퓨터에서 음수 표현하기

• 2의 보수로 표현: 양수와 음수는 더해서 0이 되어야 함

• 2의 보수 만드는 방법: 1의 보수를 취하고 나서 1을 더해준다.

  0000 0101 (5)
  1111 1010 (1의 보수)
  1111 1011 (5에 대한 2의 보수)
  

변수

• 변하는 수, 변하는 값을 프로그램에서 나타내기 위한 방법

• 변수 선언하기

  자료형 변수 이름;
    
  int age;
  

• 변수에 맞는 자료형과 변수 이름으로 선언

변수와 메모리

• 변수를 선언하는 것은 해당 자료형의 크기 만큼의 메모리를 사용하겠다는 것

• 메모리의 위치를 변수 이름으로 참조

변수 이름

• 영문자나 숫자 사용, 숫자로 시작할 수 없음

• 특수 문자는 _와 $만 가능

• 예약어는 사용 불가. 변수는 쓰임에 맞는 이름으로 명명하는 것이 가독성에 좋음

• Camel case 사용

자료형

• 기본형: 자바 언어에서 기본적으로 제공하는 자료형, 메모리의 크기가 정해져 있음.
  • 정수형, 문자형, 실수형, 논리형
• 참조형: 클래스 자료형. JDK에서 제공되는 클래스와 프로그래머가 정의하는 클래스. 클래스에 따라 사용하는 크기가 다름

기본 자료형

바이트 크기와 표현 범위

문자 자료형

• 내부적으로는 비트의 조합으로 표현

• 인코딩: 각 문자에 따른 특정 숫자값(코드값) 부여

• 디코딩: 숫자 값을 원래의 문자로 변환

문자 세트(Character set)

• 문자 세트: 문자를 위한 코드값(숫자값)을 정해 놓은 set

• ASCII : 1바이트로 영문자, 숫자, 특수 문자 등을 표현

• Unicode: 한글과 같은 복잡한 언어를 표현하기 위한 표준 인코딩 UTF-8, UTF-16이 대표적

• 문자를 변수에 저장하면 문자에 해당하는 코드 값이 저장됨

실수와 논리 자료형

• 실수는 double 자료형이 기본

• float을 사용할 때는 f,F 식별자 사용

부동 소수점 방식

• 실수를 지수부와 가수부로 표현

  0.1을 표현하는 방식
  1.0 * 10^-1
  1.0 → 가수
  -1 → 지수
  

• 부동 소수점 방식의 오류

  • 지수와 가수로 표현되는 부동 소수점은 0을 표현할 수 없음
  • 약간의 오차 발생 가능성

논리 자료형

• boolean으로 선언
• 논리값 true, false 표현

자료형 없이 변수 사용하기(Java 10)

• 지역 변수 자료형 추론(local variable type inference)

• 변수에 대입되는 값을 보고 컴파일러가 추론

  var num = 10;
  var dNum = 10.0;
  var str = "hello";
    
  int num = 10;
  double dNum = 10.0;
  String str = "hello";
  

상수와 리터럴

• 상수(constant): 변하지 않는 수

• 리터럴(literal): 프로그램에서 사용하는 모든 숫자, 값, 논리 값

• 모든 리터럴은 상수 풀(constant pool)에 저장되어 있음

• 상수 풀에 저장될 때는 정수는 int, 실수는 double로 저장됨

형 변환

• 서로 다른 자료형의 값이 대입되는 경우 형 변환이 일어남

• 묵시적 형 변환(implicit type conversion): 작은 수에서 큰 수로 덜 정밀한 수에서 더 정밀한 수로 대입되는 경우

• 명시적 형 변환(explicit type conversion): 변환되는 자료형을 명시. 자료의 손실 발생 가능. type casting 필요

3강 연산자

항과 연산자

• 항(operand): 연산에 사용되는 값

• 연산자(operator): 항을 이용하여 연산하는 기호

  연산자	설명	예
  단항 연산자	항이 한 개인 연산자	++num
  이항 연산자	항이 두 개인 연산자	num1 + num2;
  삼항 연산자	항이 세 개인 연산자 간단한 조건문 대신 사용할 수 있음	(5 > 2) ? 1 : 0; int num = (5 > 3) ? 10 : 20;

대입 연산자

• 왼쪽 변수의 값이 오른쪽에 대입

• 우선 순위가 가장 낮은 연산자-

  int num = 20;
  

부호 연산자

• 단항 연산자
• 변수의 부호를 유지하거나(+) 바꿈(-)
• 실제 변수의 값이 변하려면 대입 연산자를 사용해야 함

산술 연산자

• %는 나머지를 구하는 연산자

• 숫자 n의 나머지 범위는 0 ~ n-1

  연산자	기능	예
  +	두 항 더하기	5 + 3
  -	앞에 있는 항에서 뒤에 있는 항 빼기	5 - 3
  *	두 항 곱하기	5 * 3
  /	앞에 있는 항에서 뒤에 있는 항을 나누어 몫 구하기	5 / 3
  %	앞에 있는 항에서 뒤에 있는 항 나누어 나머지 구하기	5 % 3

복합 대입 연산자

• 대입 연산자와 다른 연산자가 함께 쓰임

  연산자	기능	예
  +=	두 항의 값을 더해서 왼쪽 항에 대입	num += 2;
  -=	왼쪽 항에서 오른쪽 항을 빼서 그 값을 왼쪽 항에 대입	num -= 2;
  *=	두 항의 값을 곱해서 왼쪽 항에 대입	num *= 2;
  /=	왼쪽 항을 오른쪽 항으로 나누어 그 몫을 왼쪽 항에 대입	num /= 2;
  %=	왼쪽 항을 오른쪽 항으로 나누어 그 나머지를 왼쪽 항에 대입	num %= 2;
  «=	비트를 왼쪽으로 이동하고 그 값을 왼쪽 항에 대입	num «= 2;
  »=	비트를 오른쪽으로 이동하고 그 값을 왼쪽 항에 대입 왼쪽에 채워지는 비트 값은 부호 비트와 동일	num »= 2;
  »>=	비트를 오른쪽으로 이동하고 그 값을 왼쪽 항에 대입 왼쪽에 채워지는 비트값은 0	num »>= 2;
  &=	두 항의 & 비트 연산 후 그 값을 왼쪽 항에 대입	num &= 2;
  |=	두 항의 | 비트 연산 후 그 값을 왼쪽 항에 대입	num |= 2;
  ^=	두 항의 ^ 비트 연산 후 그 값을 왼쪽 항에 대입	num ^= 2;

단항 연산자

• 변수의 값을 1 더하거나 뺄 때 사용

• 연산자가 항의 앞에 있는지 뒤에 있는지에 따라 결과가 달라짐

  연산자	기능	예
  ++	항의 값에서 1 더하기	val = ++num; 먼저 num값이 1 증가한 후 val 변수에 대입 val = num++; val 변수에 기존 num 값을 대입한 후 num값 1 증가
  –	항의 값에서 1 빼기	val = –num; 먼저 num 값이 1 감소한 후 val 변수에 대입 val = num–; val 변수에 기존 num 값을 대입한 후 num 값 1 감소

관계 연산자(비교 연산자)

• 연산의 결과가 true/false로 반환

  연산자	기능	예
  >	왼쪽 항이 크면 참, 아니면 거짓 반환	num > 3;
  <	왼쪽 항이 작으면 참, 아니면 거짓 반환	num < 3;
  >=	왼쪽 항이 오른쪽 항보다 크거나 같으면 참, 아니면 거짓 반환	num >= 3;
  <=	왼쪽 항이 오른쪽 항보다 작거나 같으면 참, 아니면 거짓 반환	num <= 3;
  ==	두 개의 항의 값이 같으면 참, 아니면 거짓 반환	num == 3;
  !=	두 개의 항이 다르면 참, 아니면 거짓 반환	num != 3;

논리 연산자

• 관계 연산자와 함께 많이 사용

• 연산의 결과가 true/false로 반환

  연산자	기능	예
  && (논리 곱)	두 항이 모두 참인 경우에만 참, 그렇지 않은 경우는 거짓	boolVal = (5 > 3) && (5 > 2);
  || (논리 합)	두 항 중 하나의 항만 참이면 참, 두 항이 모두 거짓이면 결과 값은 거짓	boolVal = (5 > 3) || (5 < 2);
  ! (부정)	단항 연산자. 참인 경우는 거짓으로 바꾸고, 거짓인 경우는 참으로 바꿈	boolVal = !(5 > 3);

단락 회로 평가(short circuitevaluation)

• 논리 곱(&&)은 두 항이 모두 true일 때만 결과가 true
  • 앞의 항이 false이면 뒤 항의 결과를 평가하지 않아도 false

• 논리 합(

  )은 두 항이 모두 false일 때만 결과가 false

  • 앞의 항이 true이면 뒤 항의 결과를 평가하지 않아도 true
• 실제 프로그램에서 예상하지 않은 결과가 발생할 수 있음

비트 연산자

• 대입연산자와 다른 연산자가 함께 쓰임
• 마스크: 특정 비트를 가리고 몇 개의 비트 값만 사용할 때

• 비트 켜기: 특정 비트들만을 1로 설정해서 사용하고 싶을 때

  • & 00001111 (하위 4비트 중 1인 비트만 꺼내기)

• 비트 끄기: 특정 비트들만을 0으로 설정해서 사용하고 싶을 때

  • 11110000 (하위 4비트 중 0인 비트만 0으로 만들기)

• 비트 토글: 모든 비트들을 0은 1로, 1은 0으로 바꾸고 싶을 때

  연산자	설명	예
  ~	비트의 반전(1의 보수)	a = ~a;
  &	비트 단위 AND	1 & 1 1 반환 그 외는 0
  |	비트 단위 OR	0 | 0 0 반환 그 외는 1
  ^	비트 단위 XOR	두 개의 비트가 서로 다른 경우에 1 반환
  «	왼쪽 shift	a«2 변수 a를 2비트만큼 왼쪽 이동
  »	오른쪽 shift	a»2 변수 a를 2비트만큼 오른쪽 이동
  »>	오른쪽 shift	» 동일한 연산 채워지는 비트가 부호와 상관없이 0임

연산자 우선 순위