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변수
Java 프로그램에서 값을 다루기 위해서는 값을 저장해둘 저장공간(그릇)의 선언이 필요합니다.
저장공간의 선언과 값의 저장
- 저장공간의 선언
int number; // number 라는 이름의 int(숫자)타입의 저장공간을 선언
String name; // name 이라는 이름의 String(문자열)타입의 저장공간을 선언
- 선언할때는 저장공간에 담을 값의 타입과 이름을 명시하여 선언합니다.
- 값의 타입 : 저장공간의 종류
- 값의 이름 : 저장공간의 이름
- 값의 저장
- Java 프로그램에서 저장공간에 값을 저장하는 방법은 2가지 입니다.
// 1. 선언과 동시에 저장한다면 이것은 “초기화” 라고 합니다.
int number = 10; // 1. 선언과 동시에 값을 저장공간에 저장 (=초기화)
// 2. 선언 이후에 값을 저장한다면 일반적인 “덮어쓰기” 입니다.
number = 11; // 2. 선언 이후에 다른값을 저장공간에 저장
변수와 상수
변수 : 변하는 저장공간
- Java 프로그램에서 저장하는 대부분의 값들은 변하는 것. 즉, 변수 입니다.
- ‘수’로 끝나지만 숫자만 말하는것은 아니고 하나의 값을 저장할 수 있는 저장공간을 의미 합니다.
- “저장공간” 이라고 표현한 이유는 “변하는 것”이라는 의미에 맞게 저장하고있는 값이 달라질 수 있기 때문입니다.
- 우리는 이 저장공간에 이름(변수명)을 붙여서 필요한 값을 저장해둡니다.
- 이 변수는 저장되는 값의 형태에 따라서 여러가지 모습을 지니게 됩니다.
int number = 10; // 1. 변수로 선언 및 초기화
number = 11; // 2. 변수의 값을 바꾼다. (덮어쓰기)
상수 : 변하지 않는 저장공간
- Java 프로그램에서는 변하지 않을 값을 변하지 않는 저장공간에 저장해둡니다.
- “변하지 않는 저장공간” 이라고 표현한 이유는 저장효율을 위해 “변하지 않을 값”을 따로 저장하는 공간이 있기 때문입니다.
- 이 상수또한 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)
변수의 종류와 범위
기본형 변수(primitive type)
- 논리형 변수 : boolean
- True/False 값만 저장한다
boolean flag = true; // 1. 논리형 변수 boolean 으로 선언 및 True 값으로 초기화
flag = false; // 2. False 값으로도 저장할 수 있습니다.
- 문자형 변수 : char
- 'A','1' 와 같은 문자 하나만 저장한다.
char alphabet = 'A'; // 문자 하나를 저장합니다.
- 정수형 변수 : byte, short, int, long
- 0,1,2,99 와 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 않는다.
- 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.
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.
📌 정수형 리터럴 구분값(리터럴 = 데이터값)
int 와 long 의 데이터값(리터럴)을 구분하기 위한 구분자로 long으로 담을 숫자뒤에 L을 붙입니다.
이런식으로 데이터값(리터럴) 뒤에 붙이는 구분값을 “접미사” 라고 부릅니다.
- 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.
float floatNumber = 0.123f; // float 는 4byte 로 3.4 * 10^38 범위를 표현하는 실수값,소수점 7자리 까지 저장(표현)가능
double doubleNumber = 0.123123123; // double 은 8byte 로 1.7 * 10^308 범위를 표현하는 실수값, 소수점 16자리까지 저장(표현)가능
참조형 변수(reference type)
- 문자열 변수 : String
- “Apple”, “텍스트” 와 같은 문장을 저장합니다.
String message = "Hello World"; // 문자열을 저장합니다.
- 그 외 : 객체(Object), 배열(Array), 리스트(List), 열거(Enumeration), 클래스(Class), 인터페이스(Interface)
- 객체, 배열, 리스트와 같은 단일 저장공간에 담을 수 없는 값을 저장합니다.
List<int> alphabet = [0,1,2,3]; // 기본형 변수 여러개를 저장합니다.
래퍼 클래스 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 정의해주었습니다.
- 래퍼 클래스를 사용하는 이유
- 클래스는 객체지향 언어인 Java 의 핵심기능인데요. 그렇기 때문에 클래스로 변수를 관리하면 객체지향의 많은 기능을 사용할 수 있게됩니다.
- 박싱 vs 언박싱
- 기본 타입에서 래퍼 클래스 변수로 변수를 감싸는 것을 “박싱” 이라고 부르며
- 래퍼 클래스 변수를 기본 타입 변수로 가져오는 것을 “언박싱”이라고 부릅니다.
// 박싱 VS 언박싱
// 박싱
// Integer 래퍼 클래스 num 에 21 의 값을 저장
int number = 21;
Integer num = new Integet(number);
// 언박싱
int n = num.intValue(); // 래퍼 클래스들은 inValue() 같은 언박싱 메서드들을 제공해줍니다.
모든 기본 타입에는 래퍼 클래스가 있습니다.
기본타입 | 래퍼 클래스 |
byte | Byte |
short | Short |
int | integer |
long | long |
float | Float |
double | Double |
char | Character |
boolean | Boolean |
숫자와 문자
- 숫자(int)를 문자(char)로 매핑해서(짝을 지어서) 표현
- 아스키 코드 표
import java.util.Scanner;
public class Main {
public static void main(String[] args) {
Scanner sc = new Scanner(System.in);
int asciiNumber = sc.nextInt(); //숫자 -> 문자 입력 : 97
char ch = (char)asciiNumber; // 문자로 형변환을 해주면 숫자에 맞는 문자로 표현됩니다.
System.out.println(ch); //출력 : a
// 첫번째 글자만 받아오기위해 charAt(0) 메서드를 사용합니다.
char letter = sc.nextLine().charAt(0); //입력 : a
// 숫자로 형변환을 해주면 저장되어있던 아스키 숫자값으로 표현됩니다.
int asciiNumber = (int)letter;
System.out.println(asciiNumber); //출력 : 97
}
}
문자와 문자열
기본형 변수 중 문자와 문자열의 차이점에 대해서 알아보자.
- 선언 관점에서 차이점
- 문자(char)
- 문자 한개만 저장하며 따옴표를 사용하여 값을 지정한다.
- 문자열(String)
- 문자 여러개를 문장형태로 저장하며 쌍따옴표를 사용하여 범위를 지정합니다.
- 문자(char)
char alphabet = 'A'; // 문자 하나를 저장합니다.
String message = "Hello World"; // 문자열을 저장합니다.
- 저장 관점에서 차이점
- 문자 (char)
- 문자 뒤에 \0(널문자)가 없습니다. (1 byte 만 쓰기 때문에 끝을 알아서 데이터만 저장하면 됩니다.)
- 문자열 (String)
- 문장의 끝에 \0(널문자)가 함께 저장이 됩니다. (몇개의 byte 를 쓸지 모르기 때문에 끝을 표시해야 합니다.)
- 문자 (char)
참조형
- 참조형 변수 = 주소형 변수?
- 다른 기본형 변수가 실제 값을 저장하는 저장공간 이라면 참조형 변수는 실제 값이 아닌 원본값의 주소값을 저장합니다.
- 다시말해 참조형 변수는 주소값을 저장하는 주소형 변수라고 불러도 됩니다.
- 저장 관점에서 차이점
- 기본형 변수 : 원본값이 Stack 영역에 있습니다.
- 참조형 변수 : 원본값이 Heap 영역에 있습니다.
- Stack 영역에는 따로 저장 해둔 원본값의 Heap 영역주소를 저장합니다.
- 📌 Stack 영역 vs Heap 영역
- Stack의 경우에는 정적으로 할당된 메모리 영역입니다.
- 그래서, 크기가 몇 byte 인지 정해져 있는 기본형 변수를 저장합니다.
- 추가로, 크기가 정해져 있는 참조형 변수의 주소 값도 저장합니다.
- Heap의 경우에는 동적으로 할당된 메모리 영역입니다.
- 그래서, 크기가 계속 늘어날 수 있는 참조형 변수의 원본을 저장합니다.
- Stack의 경우에는 정적으로 할당된 메모리 영역입니다.
입력 & 출력
- 입력
- Java 프로그램에서는 기본적으로 Scanner.in 객체의 next() 명령을 사용해서 입력받습니다.
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
- Java 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
- Bit
- Bit(비트)는 0,1 형태의 2진수 데이터로써 컴퓨터가 저장(표현)할 수 있는 최소 단위 입니다.
- 정수형 값은 10진수 숫자(0~10범위의 숫자)이며 2진수(0~1범위)Bit 로 저장(표현) 합니다.
- 4개의 Bit로 16진수 숫자(0~F(16)범위의 숫자)를 2진수(0~1범위)Bit 로 저장(표현) 합니다.
- 2진수(0~1)를 10진수, 16진수로 변환된 값 예시 표
- Byte = 8 Bit
- Byte(바이트)는 8개의 Bit(비트)로 구성되어 있습니다.
- 1 Byte 내에서 숫자 변수는 Bit 2진수를 10진수로 저장(표현)을 합니다.
- 10진수로는 0~255(2의8승)까지 저장(표현) 합니다.
- 1 Byte 내에서 문자 변수의 경우만 Bit 2진수를 16진수로 저장(표현)합니다.
변수 타입 바꾸기(형변환)
- 형변환에 대한 이해
- Java 프로그래밍을 하다보면 문자열로 입력받은 변수를 숫자로 변환해서 계산을 하고싶은 경우, 문자열에 숫자값을 추가하고 싶은 경우 등… 어떤 변수형을 다른 형으로 변환이 필요한 경우가 많습니다.
- 형변환은 주로 기본형 변수인 정수 ↔ 실수 ↔ 문자 들 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 소수점아래자리는 버려집니다.
- Int to Double, Float
- (Double,Float) 캐스팅으로 정수형을 실수형으로 변환하는 방법입니다.
- Double, Float to Int
double doubleNumber = 10.101010;
float floatNumber = 10.1010
int intNumber;
intNumber = (int)doubleNumber; // double -> int 형변환
intNumber = (int)floatNumber; // float -> int 형변환
double doubleNumber = 10.101010;
float floatNumber = 10.1010
int intNumber;
intNumber = (int)doubleNumber; // double -> int 형변환
intNumber = (int)floatNumber; // float -> int 형변환
자동 형변환
- Java 프로그래밍에서 형변환을 직접적으로 캐스팅하지 않아도 자동으로 형변환 되는 케이스가 있습니다.
- 프로그램 실행 도중에 값을 저장하거나 계산할때 자동으로 타입변환이 일어납니다.
- 1) 자동 타입변환은 작은 크기의 타입에서 큰 크기의 타입으로 저장될때 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)
- 2) 작은 크기의 타입이 큰 크기의 타입과 계산될때 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 vs 강제 형변환
- 작은 타입 > 큰 타입 형변환시 (자동 형변환)
- 더 큰 표현범위를 가진 타입으로 변환되는것이라 값의 손실이 없습니다.
- 값의 손실없이 변환이 가능하기 때문에 컴파일러가 자동으로 형변환을 해줍니다.
- 큰 타입 > 작은 타입 형변환시 (강제 형변환 = 캐스팅)
- 더 작은 표현범위를 가진 타입으로 변환된는것이라 값의 손실이 생깁니다.
- 값의 손실이 생기기 때문에 자동으로 형변환을 해주지 않고 개발자가 선택하여 형변환을 합니다.
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