[JAVA] 1. 기본 프로그래밍 구조

 

기초를 위해 처음부터 다시 자바 공부를 하고자 한다. 

<가장 빨리 만나는 코어자바 9 - 카이 호스트만> 책으로 공부하면서 정리하는 글

 

실습 환경

macOS

JDK 19.0.2

InteIliJ 2022.3.2

 

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1. 첫 번째 프로그램

1.1. "Hello, World" 

package java_study;

public class HelloWorld {
    public static void main(String[] args) { // main 메서드
        System.out.println("Hello world!");
    }
}

자바 - 객체지향 언어

프로그램에서 객체(Object)를 조작해서 동작을 수행함

각 객체는 특정 클래스(Class)에 속하며, 그 객체를 클래스의 인스턴스(instance)라고 함

 

클래스에는 객체의 상태와 동작을 정의

 

main 메서드 - 프로그램을 실행할 때 첫 번째로 호출하는 메서드

static이 붙어서 객체가 없어도 작동한다. 

 

패키지(package) - 관련 있는 클래스를 모아 놓은 집합

한 패키지에 관련 있는 클래스들을 함께 묶어 서로 충돌하지 않도록 관리 하면 좋음

 

 

 자바는 클래스, 패키지, 모듈로 구조화해 대규모 프로그램을 개발하기 좋은 언어임

 

 

1.2. 자바 프로그램 컴파일 및 실행

javac java_study/HelloWorld.java
java java_study.HelloWorld

소스 코드가 있는 디렉터리로 이동해 위 두 명령어를 실행하면 Hello world!가 출력 된다. 

 

자바 프로그램 실행 순서

1. javac 명령으로 자바 소스 코드를 바이트 코드(byte code, 특정 기계에 종속되지 않은 중간 표현)로 컴파일(complie)하여 클래스 파일(class file)에 저장
2. java 명령으로 가상 머신(virtual machine)을 구동하고 클래스 파일을 로드해서 바이트 코드를 실행

바이트 코드는 한번 컴파일하면 모든 자바 가상 머신에서 실행할 수 있음

 

1.3. 메서드 호출

System.out.println("Hello world!");

System.out 은 객체이며, PrintStream 클래스의 인스턴스

PrintStream 클래스에는 println, print 등의 메서드가 있음

 

이런 메서드는 해당 클래스의 객체(인스턴스)에서 작동하므로 인스턴스 메서드(instance method)라고 함

 

객체의 인스턴스 메서드를 호출하려면 점(.) 표기법(dot notation)을 사용해야 함

 

object.methodName(arguments)

 

// example

import java.util.Random;

public class MethodDemo {
    public static void main(String[] args) {
        System.out.println("Hello, World!");
        
        // String 클래스에서 String 객체를 반환하는 length 메서드
        System.out.println("Hello, World!".length()); 
        
        // Random 클래스 객체로 난수 생성, 정수 난수 발생
        System.out.println(new Random().nextInt());
        
        // 한 객체에서 메서드를 두 번 이상 호출하려면 해당 객체를 변수에 저장해야 함
        // 난수 두 개 출력
        Random generator = new Random();
        System.out.println(generator.nextInt());
        System.out.println(generator.nextInt());
    }
}

 

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2. 기본 타입

자바의 모든 값이 객체인 것은 아님

 

몇 가지 값은 기본 타입(primitive type)에 속함

• 부호 있는 정수 타입 : byte, short, int, long
• 부동소수점 타입 : float, double
• 문자 타입 : char
• 진릿값 : boolean

 

2.1. 부호 있는 정수 타입

• 소수점이 없는 숫자를 나타낼 때 사용
• 음수 값도 허용

타입	저장 공간	범위(포함)
byte	1바이트	-128 ~ 127
short	2바이트	-32,768 ~ 32,767
int	4바이트	-2,147,483,648 ~ 2,147,483,647
long	8바이트	-9,223,372,036,854,775,808 ~ 9,223,372,036,854,775,807

※ Integer.MIN_VALUE 상수 = 가장 작은 정수 값

※ Integer.MAX_VALUE 상수 = 가장 큰 정수 값

 

long이 부족하면 BigInteger사용

 

2.2. 부동소수점 타입

• 소수점이 있는 숫자를 나타냄

타입	저장 공간	범위
float	4바이트	약 +- 3.40282347E+38F (유효자리수 6~7)
double	8바이트	약 +- 1.79769313486231570E+308 (유효자리수 15)

※ Double.POSITIVE_INFINITY = 양의 무한대

※ Double.NEGATIVE_INFINITY = 음의 무한대

※ Double.NaN = 숫자가 아닌 값(Not a Number)

 

1.0 / 0.0 = 양의 무한대 

0.0 / 0.0 = NaN

 

숫자가 아닌 값은 모두 서로 다른 값으로 간주

 if(x == Double.NaN) - (X) :  x가 NaN인지 검사할 수 없음 

 if(Double.isNaN(x)) - (O)

 

부동소수점 수는 금융 계산에 적합하지 않음

왜냐 부동소수점 수를 2진수 체계로 나타내기 때문

2.0 - 1.1 연산을 출력 해보면 0.9가 아니라 0.8999999999999999가 출력된다. 

 

10진수 체계로 1/3을 정확히 나타낼 수 없듯이, 2진수 체계로 1/10을 정확히 나타낼 수 없음

 

컴퓨터가 소수를 저장하는 방식 32bit 에 숫자를 2진법으로 변환해 저장

출처 코딩애플 - https://youtu.be/-GsrYvZoAdA

10진법 -> 2진법 변환시 0.1은 순환소수임

메모리 때문에 32칸에서 잘림, 그래서 오차가 발생.

 

0.1을 변수에 저장 했다고 하더라도 0.1과 비슷한 숫자일 뿐 0.1이 아님

 

1. 정확히 계산 하려면 정수로 (ex. 5.1달러 -> 5100센트)
2. float 써야하는 상황이 생기면 반올림 문법 적절히 활용
    precision = Math.pow(10, precision)
    Math.ceil(num * precision) / precision
3. double 자료형 : 숫자 1개당 64칸 사용 / 단점: 메모리 용량 2배
(참고) https://youtu.be/-GsrYvZoAdA

 

2.3. char 타입

자바가 사용하는 UTF-16 문자 인코딩의 코드 유닛(code unit)을 나타냄

 

'J' = 값이 74인 문자 리터럴 (= 유니코드 문자 U+004)

System.out.println('J' == 74); // true
System.out.println('\u004A'); // J

 

작은따옴표 자체 표시 =\'
백슬래시 자체 표시 = \\ 

 

2.4. boolean 타입

false, true 값

 

 

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3. 변수

3.1. 변수 선언

자바는 타입 결합이 강한 언어, 각 변수에는 해당 타입 값만 저장할 수 있음

int total = 0; // int형 변수 total 선언, 초기화
int i = 0, count; // int형 변수 i와 count 선언, count 는 초기화 x
Random generator = new Random(); // 객체 선언 및 생성

 

3.2. 변수 이름

• 반드시 문자로 시작해야 함
• 문자, 숫자, 기호 _, $로 구성 가능 ($는 자동생성 이름용, _ 자체는 유효한 변수 이름이 아님)
• 라틴 알파벳에 한정되지 않고 모든 알파벳으로 구성 가능
• 대. 소문자 구분 (count와 Count는 다름)
• 이름에는 공백, 기호 사용 x
• double, int 같은 키워드도 이름으로 사용 x
• 자바 프로그래머는 낙타 표기법 선호  (inputData)

double lotsa$ = 1000000000.0; // $는 자동생성 이름용이므로 사용 x
double élévation = 0.0; // 모든 알파벳 사용 가능
double π = 3.141592653589793;

자바8 에서는 _을 이름으로 사용하면 경고 표시,
자바 9부터는 _은 예약어로 설정되어 있기 때문에 단독으로 사용하면 오류 발생

 

3.3. 변수 초기화

변수는 반드시 초기화한 후 사용해야 함

int count;
System.out.println(count);

java: variable count might not have been initialized

변수를 초기화 해주지 않았기 때문에 컴파일 시 오류 발생

 

자바에서는 변수를 사용하기 직전까지 변수 선언 시기를 늦추는 것을 좋은 방식으로 여긴다고 함

 

3.4. 상수(constant)

한번 할당하면 변경할 수 없는 값

사용하기 전에 딱 한번만 초기화하면 된다. 

 

final 키워드 사용

final int DAYS_PER_WEEK = 7;

상수 이름은 대문자로 선언하는 관례가 있음

 

static 키워드로 상수를 메서드 외부에 선언할 수도 있음

public class Calendar {
	public static final int DAYS_PER_YEAR = 365; // 여러 메서드에서 사용 가능
 	... 
 }

Calendar 클래스 외에 다른 클래스에서 사용하려면

Calendar.DAYS_PER_YEAR로 상수 이름 앞에 클래스명을 붙여줘야 함

 

 

System 클래스에는 out이 아래와 같이 상수로 선언되어 있음 
public static final PrintStream out 

그래서 System.out을 어디에서나 사용할 수 있는 것
상수에 대문자를 쓰지 않은 것이 몇 가지 없는데 그중 하나가 out