목표
자바가 제공하는 다양한 연산자를 학습.
학습내용
- 산술 연산자
- 비트 연산자
- 관계 연산자
- 논리 연산자
- instanceof
- assignment(=) operator
- 화살표(->) 연산자
- 3항 연산자
- 연산자 우선 순위
- (optional) Java 13. switch 연산자
연산자와 연산식
- 필요로 하는 피연산자의 수에 따라 단항, 이항, 삼항 연산자로 구분
- 연산식은 반드시 하나의 값을 산출
연산 (operations)
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
산술 연산자
- 사칙 연산을 하는 연산자
- boolean 타입을 제외한 모든 기본 타입에 사용할 수 있음
| 산술 연산자 | 설명 |
|---|---|
| + | 두개의 값을 더한다. |
| - | 왼쪽 기준으 ㅣ값에서 오른쪽 값으로 뺀다. |
| * | 두개의 값을 곱한다. |
| / | 왼쪽 기준의 값에서 오른쪽 값으로 나눈다. |
| % | 왼쪽 기준의 값에서 오른쪽 값으로 나눈 후, 나머지를 가져온다. |
산술연산 우선순위
- 기본 처리는 왼쪽에서 우측으로 이동한다.
- 괄호가 존재하면, 괄호를 가장 먼저 계산한다.
- 곱셈과 나눗셈, 나머지 연산(나머지 연산은 궁극적으로 나눗셈과 같습니다)이 덧셈, 뺄셈보다 먼저 연산된다.
타입이 동일하지 않을 경우
피연산자들의 타입이 동일하지 않을 경우 피연산자들의 타입을 일치시킨 후 연산을 수행한다.
- 피연산자들이 모두 정수 타입이고, int 타입 (4 byte)보다 크기가 작은 타입일 경우
- 모두 int 타입으로 변환 후, 연산 수행 ⇒ 결과는 int
- 피연산자들이 모두 정수 타입이고, long 타입이 있을 경우
- 모두 long 타입으로 변환 후, 연산 수행 ⇒ 결과는 long
- 피연산자 중 실수 타입 (float, double)이 있을 경우
- 크기가 큰 실수 타입으로 변환 후, 연산 수행 ⇒ 결과는 실수 타입
산술연산에서의 주의점
- 오버플로우 탐지
- 연산 후의 산출값이 산출 타입으로 충분히 표현 가능한지 살펴봐야 함
- 정확한 계산은 정수 사용
- 실수 타입의 경우 BigDecimal 사용
- NaN 과 Infinity 연산
- 입력값의 NaN 검사
자바의 NaN
- Java에서 "Not a Number"를 나타낸다.
- 오버플로 및 오류를 나타내는 특수 부동 소수점 값이다. 부동 소수점 숫자를 0으로 나누거나 음수의 제곱근을 계산할 때 생성.
public class NaN
{
public static void main(String[]args)
{
System.out.println(0.0 / 0.0); //zero divided by zero
System.out.println(Math.sqrt(-1)); //take sqrt of negative number
System.out.println(10.0 % 0); //taking mod by zero
}
}비트 연산자
비트 연산자는 비트(bit) 단위로 논리 연산을 할 때 사용하는 연산자이다. 비트 단위로 왼쪽이나 오른쪽으로 전체 비트를 이동하거나, 1의 보수를 만들 때도 사용된다.
| 비트 연산자 | 설명 |
|---|---|
| & | 대응되는 비트가 모두 1이면 1을 반환함. (비트 AND 연산) |
| | | 대응되는 비트 중에서 하나라도 1이면 1을 반환함. (비트 OR 연산) |
| ^ | 대응되는 비트가 서로 다르면 1을 반환함. (비트 XOR 연산) |
| ~ | 비트를 1이면 0으로, 0이면 1로 반전시킴. (비트 NOT 연산, 1의 보수) |
| << | 명시된 수만큼 비트들을 전부 왼쪽으로 이동시킴. (left shift 연산) |
| >> | 부호를 유지하면서 지정한 수만큼 비트를 전부 오른쪽으로 이동시킴. (right shift 연산) |
| >>> | 지정한 수만큼 비트를 전부 오른쪽으로 이동시키며, 새로운 비트는 전부 0이 됨. |
비트 반전 연산자 (~)
- 정수 타입 (byte, short, int, long)의 피연산자에만 사용
- 피연산자를 2진수로 표현했을 때 비트값인 0 -> 1, 1 -> 0으로 반전
- 연산 후, 부호 비트인 최상위 비트를 포함하여 모든 비트가 반전됨
- 부호가 반대인 새로운 값 산출됨
- 산출 타입은 int 타입
비트 연산자 (&, |, ^, <<, >>, >>>)
- 데이터 비트 (bit) 단위로 연산
- 0 과 1이 피연산자가 됨
- 0과 1로 표현이 가능한 정수 타입만 비트 연산을 할 수 있음(실수 타입은 불가)
- 비트 논리 연산자 (&, |, ^, ~) ⇒ 0과 1을 연산
- 비트 이동 연산자 (<<, >>, >>>) ⇒ 비트를 좌측 또는 우측으로 이동하는 연산자
비트연산을 사용하는 이유
- 컴퓨터가 기존 자료형(int,char 등등) 을 비트로 변환하는 작업을 사용자가 미리 해주기 때문에 속도가 빠르다.
- 따라서 데이터가 크면 클수록 속도에서 우위를 가져 올 수 있다.
- 암호화에도 사용하기도 한다.
관계 연산자
| 관계 연산자 | 설명 |
|---|---|
| a < b | a 가 b 보다 작은가? |
| a > b | a 가 b 보다 큰가? |
| a <= b | a 가 b 보다 작거나 같은가? |
| a >= b | a 가 b 보다 크거나 같은가? |
| a == b | a 와 b 가 같은가? |
| a != b | a 와 b 가 다른가? |
- 대소 또는 동등을 비교해서 boolean 타입인 true / false를 산출
- 대소 연산자는 boolean 타입을 제외한 기본 타입에 사용 가능
- 동등 연산자는 모든 타입에 사용 가능
- 비교 연산자는 조건문, 반복문에 주로 이용되어 실행 흐름 제어
- 피연산자가 char 타입이면, 유니코드 값으로 비교 연산 수행
- 타입 변환을 통해 피연산자의 타입을 일치 시킴
'A' == 65 // true, 'A' 가 int 타입으로 변환되어 65가 된 다음 65 == 65로 비교
3 == 3.0 // int 타입인 3을 double 타입으로 변환한 후 3.0 == 3.0 으로 비교실수
0.1 == 0.1f // false
(float) 0.1 == 0.1f- 이진 포맷의 가수를 사용하는 모든 부동소수점 타입은 0.1을 정확히 표현 할 수 없다.
- 0.1f는 0.1의 근사값으로 표현되어 0.1000000149011612 와 같은 값이 되기 때문에, 0.1보다 큰 값이 됨
- 피연산자를 모두 float 타입으로 강제 타입 변환하여 비교 연산
String
- String 타입의 문자열을 비교할 때는 대소 연산자를 사용할 수 없고, 동등 비교 연산자는 사용 가능하나 문자열이 같은지 다른지를 비교할땐 equals() 메소드 사용.
String strVar1 = "값1";
String strVar2 = "값1";
String strVar3 = new String("값1");
// 결과
strVar1 == strVar2 // true
strVar2 == strVar3 // false
strVar2.equals(strVar3) // true논리 연산자
- 논리곱, 논리합, 배타적 논리합, 논리 부정을 수행
- 피연산자로 blooean 타입만 사용 가능
- 비트연산과 차이 Short-circuit evaluation
| 논리 연산자 | 설명 |
|---|---|
| && | 논리식이 모두 참이면 참을 반환함. (논리 AND 연산) |
| || | 논리식 중에서 하나라도 참이면 참을 반환함. (논리 OR 연산) |
| ! | 논리식의 결과가 참이면 거짓을, 거짓이면 참을 반환함. (논리 NOT 연산) |
instanceof
instanceof 비교 연산자
- 어떤 객체가 어떤 클래스의 인스턴스인지 확인하기 위한 연산자
- 좌항 : 객체, 우항 : 타입
- 좌항의 객체가 우항의 인스턴스이면 true.
- 즉, 우항의 타입으로 객체가 생성되었다면 true, 아니면 false
- instanceof 연산자는 매개값의 타입을 확인할 때 주로 사용
- 다운캐스팅의 경우 instanceof 연산자로 확인해야 한다.
- 확인하지 않고 강제 타입 변환을 시도한다면
ClassCastException발생
- 확인하지 않고 강제 타입 변환을 시도한다면
assignment(=) operator
- 대입 연산자는 변수에 값을 대입할 때 사용하는 이항 연산자이며, 피연산자들의 결합 방향은 오른쪽에서 왼쪽이다.
- 자바에서는 대입 연산자와 다른 연산자를 결합하여 만든 다양한 복합 대입 연산자를 제공한다.
| 대입 연산자 | 설명 |
|---|---|
| = | 왼쪽의 피연산자에 오른쪽의 피연산자를 대입함. |
| += | 왼쪽의 피연산자에 오른쪽의 피연산자를 더한 후, 그 결괏값을 왼쪽의 피연산자에 대입함. |
| -= | 왼쪽의 피연산자에서 오른쪽의 피연산자를 뺀 후, 그 결괏값을 왼쪽의 피연산자에 대입함. |
| *= | 왼쪽의 피연산자에 오른쪽의 피연산자를 곱한 후, 그 결괏값을 왼쪽의 피연산자에 대입함. |
| /= | 왼쪽의 피연산자를 오른쪽의 피연산자로 나눈 후, 그 결괏값을 왼쪽의 피연산자에 대입함. |
| %= | 왼쪽의 피연산자를 오른쪽의 피연산자로 나눈 후, 그 나머지를 왼쪽의 피연산자에 대입함. |
| &= | 왼쪽의 피연산자를 오른쪽의 피연산자와 비트 AND 연산한 후, 그 결괏값을 왼쪽의 피연산자에 대입함. |
| |= | 왼쪽의 피연산자를 오른쪽의 피연산자와 비트 OR 연산한 후, 그 결괏값을 왼쪽의 피연산자에 대입함. |
| ^= | 왼쪽의 피연산자를 오른쪽의 피연산자와 비트 XOR 연산한 후, 그 결괏값을 왼쪽의 피연산자에 대입함. |
| <<= | 왼쪽의 피연산자를 오른쪽의 피연산자만큼 왼쪽 시프트한 후, 그 결괏값을 왼쪽의 피연산자에 대입함. |
| >>= | 왼쪽의 피연산자를 오른쪽의 피연산자만큼 부호를 유지하며 오른쪽 시프트한 후, 그 결괏값을 왼쪽의 피연산자에 대입함. |
| >>>= | 왼쪽의 피연산자를 오른쪽의 피연산자만큼 부호에 상관없이 오른쪽 시프트한 후, 그 결괏값을 왼쪽의 피연산자에 대입함. |
화살표(->) 연산자
Java 1.8에 추가된 람다식에서 사용되는 연산자
람다식
- 식별자 없이 실행 가능한 함수
- 함수인데 함수를 따로 만들지 않고 코드한줄에 함수를 써서 그것을 호출하는 방식
화살표(->) 연산자
매개변수를 이용하여 중괄호를 실행한다는 의미
- 람다식 없을 때
Runnable r = new Runnable() {
@Override
public void run() {
System.out.print("Run method");
}
};- 람다식을 이용한 표현
Runnable r = ()-> System.out.print("Run method");3항 연산자
조건식 ? 반환값1 : 반환값2- 자바에서 유일하게 피연산자를 세 개나 가지는 조건 연산자
- 문법
- 물음표(?) 앞의 조건식에 따라 결괏값이 참(true)이면 반환값1을 반환하고, 결괏값이 거짓(false)이면 반환값2를 반환한다.
연산자 우선 순위
- 대부분의 연산자는 왼쪽에서부터 오른쪽으로 연산을 시작
- 단항 연산자 (++,- -, ~ , !), 부호 연산자 (+,-), 대입 연산자 (=, += ...) 는 오른쪽에서 왼쪽으로 연산됨
Java 13 switch 연산자
- 기존 switch문
public String getGrade(int score) {
String grade = "";
switch (score) {
case score >= 90:
grade = "A";
break;
case score >= 80:
grade = "B";
break;
case score >= 70:
grade = "C";
break;
case score >= 60:
grade = "D";
break;
case score >= 50:
grade = "E";
break;
default:
grade = "F";
break;
}
}Java 13의 switch 문
- case문 내에 여러 개의 값을 이용할 수 있다.
- 블록을 사용 가능
break로 값을 반환하던 것이yield를 이용하도록 변경
private static int getValueViaYield(String mode) {
int result = switch (mode) {
case "a", "b":
yield 1;
case "c":
yield 2;
case "d", "e", "f":
// do something here...
System.out.println("Supports multi line block!");
yield 3;
default:
yield -1;
};
return result;
}추가
- 여러 연산을 통해 중간 값 구하기
public static void main(String[] args) {
int start = 2_000_000_000;
int end = 2_100_000_000;
int mid = (start + end) / 2; // 오버플로우 발생의 가능성이 있음
int mid = start + (end - start) / 2;
int mid = (start + end) >>> 1;
}