훈마로의 보물창고

반복문

• 어떤 작업이 반복적으로 수행되도록 할 때 사용되는 구문

반복문의 종류

• for문: 주로 반복횟수를 알고 있을 때 사용
• 향상된 for문: 컬렉션과 배열을 처리할 때 더 효과적인 문법으로 JDK5.0 이후에 사용 가능
• while문: 조건식으로 반복할 때 주로 사용
• do-while문: 반복하기 전에 먼저 실행해야 하는 구문이 있을 때 사용

for문

• for문 선언 형식

for( 초기식; 조건식; 증감식) {
  // 명령코딩
}

• 예제: 1부터 10까지의 합

public class ExFor {
	public static void main (String[] args)
	{
		int i , sum = 0;   
        for ( i=1 ; i<=10 ;  i++) {
        	System.out.printf(i==10?"%d":"%d+",i);
			sum+= i;    
		}
        System.out.println("="+sum);
	}
}

1+2+3+4+5+6+7+8+9+10=55

향상된 for문

• 향상된 for문 선언 형식

for( 자료형  변수명 : 배열 또는 컬렉션 ) {
 // 명령코딩
}

• 예제: 배열에 담긴 국어 점수 출력

public class ExEnhancedFor
{
	public static void main (String[] args)
	{
		int [] kors = new int[5];
		kors[0] = 100;
		kors[1] = 90;
		kors[2] = 77;
		kors[3] = 23;
		kors[4] = 88;
		
		for (int kor : kors) {
			System.out.println(kor);
		}
	}
}

100
90
77
23
88

while문

• while문 선언 형식

while( 조건식 ) {
 // 조건식이 참일 동안 반복될 명령 코딩
}

• 예제: 10부터 0까지의 합

public class ExWhile
{
	public static void main (String[] args)
	{
		int i = 10 , sum = 0;
		while( i >= 0 ){
			System.out.printf(i==0?"%d":"%d+",i);
			sum += i; 
			i--;
		}
		System.out.println("="+sum); 
	}
}

10+9+8+7+6+5+4+3+2+1+0=55

do-while문

• do-while문 선언 형식

do{
// 먼저 한번 실행하고, 조건식이 참일 동안 반복할 명령 코딩
}while( 조건식 );

• 예제: 증가치에 따라 증가하는 항 값의 누적 합

public class ExDoWhile
{
	public static void main (String[] args) throws java.lang.Exception
	{
		int h = 1; // n 항의 누적 합
		int n = 1; // 각 항: [1]+[2]+[4]+[7]+[11]+[16]+[22]
		int k = 0; // 증가치:   1   2   3   4    5    6
 
		do{
			k+=1;
			n += k;
			if( n > 100) break;
			h += n; // (누적)
			System.out.printf("%d - %d - %d\n",n,k,h);
		}while(true);	
	}
}

2 - 1 - 3
4 - 2 - 7
7 - 3 - 14
11 - 4 - 25
16 - 5 - 41
22 - 6 - 63
29 - 7 - 92
37 - 8 - 129
46 - 9 - 175
56 - 10 - 231
67 - 11 - 298
79 - 12 - 377
92 - 13 - 469

제어문(Control Flow Statement)

• 제어문이란, 프로그램 실행 흐름을 개발자가 원하는 방향으로 바꿀 수 있도록 해주는 것이다.
• 일반적으로 조건식과 실행 구문인 중괄호(블록, { })으로 구성되어 있다.

제어문의 종류

• 조건문(decision-making statements): if문, switch문
• 반복문(looping statements): for문, while문
• 분기문(branching statements): break, continue, return

조건문-if문

• 조건식의 결과에 따라 블록 실행여부가 결정
• 조건식에는 boolean 변수 또는 true/false 값을 산출하는 연산식
• 조건식이 true이면 블록 실행, false이면 실행하지 않음

if문 종류

• if문

if(조건식) {

 // 조건식이 참일 경우 실행 구문

}

• 조건식의 결과에 따라 블록 실행여부가 결정
• 조건식에는 boolean 변수 또는 true/false 값을 산출하는 연산식
• 조건식이 true이면 블록 실행, false이면 실행하지 않음
• if-else문

if(조건식) {

 // 조건식이 참일 경우 실행 구문

}else {

 // if문의 조건식이 거짓일 경우 실행 구문

}

• if문이 false일 경우 else 문으로 넘어감
• 조건식의 결과에 따라 이 두 개의 블록 중 한 블록만 실행 후 if문을 벗어남
• if-else if-else문

if(조건식A) {

 // 조건식A가 참일 경우 실행 구문

} else if(조건식B) {

// 조건식A가 거짓이고, 조건식B가 참일 경우 실행 구문

} else if(조건식C) {

// 조건식A, B가 거짓이고, 조건식C가 참일 경우 실행 구문

} else {

// 모든 조건식이 거짓일 경우 실행 구문

}

• 조건문이 여러 개인 다중 if문
• if 블록 끝에 else if문을 통해 false 일 경우 계속 다음 else if 문으로 넘어감
• else if문의 수는 제한이 없다
• 여러 개의 조건식 중 true가 되는 블록만 실행하고 전체 if문을 벗어남
• 중첩 if문

if(조건식 A) {
     // 조건식 A가 참일 경우 실행 구문
     if(조건식 B) {
                // 조건식 A와 B가 참일 경우 실행 구문
     }
}

• if문 블록 내에 또 다른 if문을 사용하는 것
• 중첩의 단계는 제한이 없어 실행흐름을 잘 판단하여 작성
• 참고: Oracle JAVA Documentation에서는 if-then (=if)문과 if-then-else(if-else문과 if-else if-else문)문 두개로 나눈다. (여기서는 if-else문 설명을 위해 좀더 자세히 분류했다.)

switch문

• if문과 달리 변수가 어떤 값을 갖느냐에 따라 실행문이 선택
• if문의 경우의 수가 많아질 수록 switch 문을 사용하는 것이 효과적
• 괄호 안의 동일한 값을 갖는 case로 가서 실행문을 실행
• 동일한 값의 case가 없으면 default로 가서 실행문 실행(생략 가능)
• 변수 값에 따라 case가 실행된 후 제어문을 빠져나가기 위해 break; 사용

형식

switch(변수) {
	case 값1:
		실행문;
		break;
	case 값2:
		실행문;
		break;
	default: // 생략 가능
		실행문;
		break;
}

변수

• 하나의 값을 저장할 수 있는 메모리 공간

변수의 선언

• 타입 변수이름;
• 타입은 변수에 저장되는 값의 종류와 범위를 결정지으므로 어떤 값을 변수에 저장할지 생각한 후 타입을 결정해야 한다.
• 변수 이름은 메모리 주소에 붙여진 이름이다.
• 프로그램은 변수 이름을 통해 메모리 주소에 접근하고, 그곳에 값을 저장하거나 그곳에 값을 읽는다.
• 변수 이름은 자바 언어에서 정한 명명규칙을 사용해야 하며, 예약어는 사용할 수 없다.
• 개발자는 변수 이름을 보고, 변수가 어떤 값을 저장하고 있는지 쉽게 알 수 있도록 의미 잇는 변수 이름을 지어주는 것이 좋다.

 int age; // 정수값을 저장할 수 있는 age 변수 선언
double value; // 실수값을 저장할 수 있는 value 변수 선언

변수 명명 규칙

자바 예약어

변수의 범위

• 변수는 선언된 { } (블록) 안에서만 사용 가능하다.
• 클래스 블록안에 바로 선언된 변수를 전역 변수라고 한다.
• 메소드(함수) 내에 선언된 변수를 지역 변수(local variable)
• 변수는 선언된 블록 안에서만 사용 할 수 있다.
• 엄밀히 말하면, 전역 변수는 인스턴스 변수와 클래스 변수로 구분할 수 있는데, 이는 추후 클래스를 다룰 때 더 자세히 설명하겠다.

비트 연산자

• 0과 1로 표현이 가능한 정수타입만 비트 연산이 가능하다.

• 피연산자를 int 형으로 자동 형변환

비트 반전 연산자(~), 틸드 연산자

• 정수 타입의 피연산자에만 사용
• 피연연사즐 2진수로 표현했을 때 비트값인 0을 1로, 1은 0으로 반전
• 부호가 반대인 새로운 값이 산출됨

비트 논리 연산자(&, |, ^)

• 비트논리 AND 연산자(&): 두 비트 모두 1일 경우에만 연산 결과가 1
• 비트논리 OR 연산자(|): 두 비트 중 하나라도 1이면 연산 결과 1
• 비트논리 XOR 연산자(^): 두 비트 중 하나는 1이고 다른 하나가 0일 경우 연산 결과는 1

비트 이동 연산자(<<, >>, >>>), 쉬프트 연산자

연산 관련 개념

• 연산(Operation): 프로그램에서 데이터를 처리하여 결과를 산출하는 것

• 연산자(Operator): 연산에 사용되는 표시나 기호

• 피연산자(Operand): 연산되는 데이터
• 연산식(Expressions): 연산자와 피연산자를 이용하여 연산의 과정을 기술한 것

연산자 정리표

연산의 방향과 우선순위

증감 연산자( ++ , -- )

• 전위형: 피연산자 앞에 위치, 다른 연산보다 증감 먼저 수행 ( int i = 0; ++i )
• 후위형: 피연산자 뒤에 위치, 다른 연산 수행 후 증감 실행 ( int j = 0; j++; )

논리 연산자( &&, ||, &, |, ^, !)

• 일반논리AND연산자, 논리곱(&&): 피연산자 모두 true일 경우 연산 결과 true
• 일반논리OR연산자, 논리합(||): 피연산자 중 하나만 true이면 연산 결과는 true
• 배타적 논리합(^): 피연산자가 하나는 true이고 다른 하나가 false일 경우에만 연산 결과 true

논리 부정 연산자(!), (=not 연산자)

• 참 또는 거짓을 부정한다.
• !true → false
• !false → true

덧셈연산자(+) / 문자열 연결 연산자(+) 비교

• print( 4 + 5 ) => 정수 + 정수 => 9 // 덧셈연산자로 더하기 연산 수행
• print( "4" + 5 ) => 문자열 + 정수 => "45" (문자열) // 문자열 연결 연산자로 4와 5 문자열을 연결
• print( "4" + "5") => 문자열 + 문자열 => "45"(문자열) // 문자열 연결 연산자로 4와 5 문자열을 연결

0으로 나누기 또는 나머지 연산을 수행할 수 없음(오류 발생)

• 실수를 0으로 나누면 무한대(Infinity) 결과값
• 실수를 0으로 나머지 구하기 하면 NaN(Not a Number)결과값

조건연산자

• 형식 => 항1 : 항2 : 항3;
• 항1이 참이면 결과값은 항2
• 항1이 거짓이면 결과값은 항3

클래스 선언 형식

[접근지정자][기타제어자] class 클래스명 [extends Super클래스][implements 인터페이스…]
{
    클래스 내용
}

• 클래스는 객체를 표현한다.

• [ ]: 생략 가능

• 접근지정자(접근제한자): public, protected, default(기본), private     

• { }: 클래스/메소드/생성자의 내용이 들어가는 블록이다. 빈 내용이더라도 블록은 꼭 써야 한다.
• 기타제어자: static, final, abstract, native, transient, synchronized, volatile, strictfp 등

주의사항

• 클래스명은 반드시 대문자로 시작
• 자바언어는 대소문자 구별
• 하드코딩(개발도구를 사용하지 않는 코딩) 시, 저장 확장자명을 .java로 할 것

생성자 선언 형식

[접근지정자]class 클래스명(파라미터) 
{ 
    생성자 내용
}

• 선언한 Class가 실제로 생성될 때 실행되는 작업을 기술하는 공간이다.

• [ ]: 생략 가능

• 접근지정자(접근제한자): public, protected, default(기본), private     

• { }: 클래스/메소드/생성자의 내용이 들어가는 블록이다. 빈 내용이더라도 블록은 꼭 써야 한다.
• 파라미터: 생성자를 통해 클래스를 생성할 때 사용되는 인자값을 받아오는 변수 선언 부

주의사항

• 생성자는 클래스명과 동일해야 한다.
• { } 블록 안의 내용이 빈 공간인 것은 기본생성자이다. 그리고 기본 생성자는 생략 할 수 있다. 자바 컴파일러가 자동으로 생성한다.

함수 선언 형식

[접근제한자] [기타제어자] 리턴자료형 함수명([파라미터]) 
{ 
    [return 리턴값;]
}

• 반복되어지는 코딩을 함수로 만들면 코드의 중복이 줄어든다.

• 함수를 사용하면 구조적 프로그래밍이 가능하다.

• 함수를 만들기 전에 생각해야할 3가지: 기능, 매개변수(파라미터), 리턴값(리턴자료형)

함수를 호출하는 방법

• Call by Name: 파라미터 없이 함수명으로만 호출, 예) swap();
• Call by Value: 파라미터에 값을 주고 호출, 예) swap(30);
• Call by Reference: 파라미터에 참조 변수 값을 주고 호출, 예) swap(참조변수);
• Call by Point: 포인트 주소값으로 호출(C언어에서 사용)

public static void main(String[] args)
{
// 실행 내용
}

자바는 객체지향 프로그래밍 언어이다. 본격적인 자바 소개에 앞서 프로그래밍 언어에 대해 알아보자.

프로그래밍 언어란?

• 컴퓨터가 이해할 수 있는 언어는 0과 1로 이루어진 이진 코드(binary code)의 기계어(machine language)이다.

• 그래서 사람과 컴퓨터가 대화하기 위해서는 사람의 언어와 기계어의 다리 역할을 하는 프로그래밍 언어(programming language)가 필요하다.

• 프로그래밍 언어는 고급 언어와 저급 언어로 분류 할 수 있다.

고급언어

• 고급 언어는 컴퓨터와 대화할 수 있는 언어 중에서 사람이 쉽게 이해할 수 있는 언어를 말한다.
• 즉, 사용자 입장에서의 언어로써 우리가 일반적으로 프로그래밍 언어라고 부르는 C, C++, Java 등이 대표적인 예이다.

• 고급 언어로 작성된 소스(source)는 컴퓨터가 바로 이해할 수 없기 때문에(기계어가 아니므로), 컴파일(compile) 과정을 통해서 컴퓨터가 이해할 수 있는 기계어로 변환해줘야 컴퓨터가 사용할 수 있다.

• 컴파일 해주는 것을 컴파일러(compiler)라고 하며, 자바에서는 javac.exe가 담당한다.

• 우리가 흔히 말하는 프로그램(program)이란 컴퓨터에서 특정 목적을 수행하기 위해 프로그래밍 언어로 작성된 소스를 기계어로 번역한 것을 말한다.

저급언어

• 저급 언어는 기계어에 가까운 언어로, 어셈블리어가 대표적인 저급 언어이다.
• 사람이 이해하기 어려워서 배우기 매우 까다롭다.

자바의 역사

• 자바는 1991년에 썬 마이크로시스템즈(Sun Microsystems)사에서 제임스 고슬링(James Gosling)이 다른 연구원들과 함께 고안한 오크(Oak)라는 언어에서 시작되었다.

• 오크는 처음에 가전제품에서 사용될 목적이었으나, 인터넷의 등장과 함께 인터넷에서 실행되는 프로그래밍 언어로 사용되었고, 이름을 자바로 변경하였다.

• 1995년에 자바 1.0을 발표하였고, "Write Once, Run Anywhere"(한번 쓰고 어느 곳에서도 실행)를 약속하였다.

• 1995년~1999년까지는 윈도우 프로그램 개발이 주류여서 C++언어에 비해 자바는 열세였다. 또, 메모리 및 CPU를 지나치게 많이 사용한다는 문제점이 있었다.

• 하지만, 1999년도부터 인터넷이 활성화되면서 웹 애플리케이션 구축을 위해 자바 활성화되었다. 단 한번 작성으로 모든 곳에서 실행 가능한 언어는 자바뿐이었기 때문이다.

자바의 특징

자바는 이식성이 높은 언어이다.

• 이식성이란 서로 다른 실행 환경을 가진 시스템 간에 프로그램을 옮겨 실행할 수 있는 것을 말한다.

• 예를 들면 윈도우 운영체제에서 실행하는 프로그램을 리눅스 또는 유닉스에서 실행할 수 있으면 이식성이 높은 것이다.

• 자바는 자바 실행 환경(JRE:Java Runtime Environment)이 설치되어 있는 모든 운영체제에서 실행 가능하다.

자바는 객체 지향 언어이다.

• 프로그램을 개발하는 기법으로 부품에 해당하는 객체들을 먼저 만들고, 이것들을 하나씩 조립 및 연결해서 전체 프로그램을 완성하는 것을 객체 지향 프로그래밍(OOP, Object Oriented Programming)이라고 한다.

• 객체 지향 프로그래밍에 사용되는 언어를 객체 지향 언어라고 한다.
• 자바는 객체를 만들기 위해 설계도인 클래스를 작성하고, 객체와 객체를 연결하여 목적에 맞는 프로그램을 만들어 낸다.
• 자바는 객체 지향 언어의 특징인 캡슐화, 상속성, 다형성을 완벽하게 지원한다.

자바는 함수적 코딩 스타일을 지원한다.

• 객체 지향 프로그래밍 이전에 Lisp 또는 Scheme와 같은 함수적 프로그래밍 언어들이 있었지만 큰 호응을 얻지 못했다.
• 최근에 대용량 데이터 병렬 처리와 이벤트 지향 프로그래밍을 위해 함수적 프로그래밍이 다시 부각되고 있다.

• 자바는 자바 8부터 람다식(Lambda Expressions)을 지원하여 함수적 프로그래밍을 지원한다.

• 람다식을 사용하면 컬렉션의 요소를 필터링, 매핑, 집계 처리하는데 쉬워지고, 코드가 매우 간결해진다.

자바는 메모리를 자동으로 관리한다.

• C++은 메모리에 생성된 객체를 제거하기 위해 개발자가 직접 코드를 작성해야 한다. 만약 이 작업을 성실하게 해주지 않으면, 프로그램은 불완전해지고 갑자기 다운되는 현상을 겪게 된다.

• 자바는 개발자가 직접 메모리에 접근할 수 없도록 설계되었으며,. 메모리는 자바가 직접 관리한다.

• 객체 생성 시 자동으로 메모리 영역을 찾아서 할당하고, 사용이 완료되면 쓰레기 수집기(Garbage Collector)를 실행시켜 자동으로 사용하지 않는 객체를 제거한다.

• 자바 개발자는 메모리 관리의 수고를 덜고, 핵심 기능 코드 작성에 집중할 수 있다.

자바는 다양한 애플리케이션을 개발할 수 있다.

• 자바는 다양한 운영체제에서 실행되는 프로그램을 개발할 수 있다.

• 또, 단순한 콘솔 프로그램에서부터 클라이언트용 윈도우 애플리케이션, 서버용 웹 애플리케이션, 그리고 모바일용 안드로이드 앱 등 거의 모든 곳에서 실행되는 프로그램을 개발 할 수 있다.

• 자바는 다양한 운영체제에서 사용할 수 있는 개발 도구와 API를 묶어 에디션(Edition) 형태로 정의하고 있다.

멀티 스레드(Multi-Thread)를 쉽게 구현할 수 있다.

• 운영체제에 따라서 멀티 스레드를 구현하는 방법이 다르지만, 자바는 스레드 생성 및 제어와 관련된 라이브러리 API를 제공하므로 운영체제에 상관 없이 멀티 쓰레드를 쉽게 구현할 수 있다.

동적 로딩(Dynamic Loading)을 지원한다.

• 자바 애플리케이션은 클래스로부터 생성 된 여러 개의 객체가 서로 연결되어 실행된다.

• 애플리케이션 실행 시 모든 객체가 생성되지 않고, 객체가 필요한 시점에 클래스를 동적 로딩해서 객체를 생성한다.

• 또, 개발 완료 후 수정 사항이 발생하더라도 해당 클래스만 수정 하면 되므로 전체 애플리케이션을 다시 컴파일 할 필요가 없다. 따라서 유지보수를 쉽고 빠르게 진행 수 있다.

막강한 오픈 소스 라이브러리가 풍부하다.

• 자바는 오픈 소스(Open Source) 언어이므로 자바 프로그램에서 사용하는 라이브러리 또한 오픈소스의 양이 방대하다.

• 고급 기능을 구현하는 코드를 작성하는 대신 검증된 오픈소스 라이브러리를 사용하면 애플리케이션 개발 기간을 단축하여 생산성을 높이고 안정성도 높일 수 있다.