[Java] 자바 문법 종합반 1주차

Yuri·2024년 12월 31일
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프로그래밍 언어

프로그래밍 언어(Programming Language): 사람과 컴퓨터간의 소통을 위한 방법(수단)
💻 컴퓨터는 0, 1만 이해한다 → 사람이 각종 연산과 작업을 부여하여 작업을 명령: 빅데이터, AI 등으로 활용되고 있다.

개발 언어의 역사

  • A언어 : 첫 개발 언어라는 의미에서 A Programming Language
    • 발표년대: 1960'
    • 핵심 기능 : 입/출력, 문맥
    • 프로그램을 만들기 위해 기본적으로 필요한 기능 입/출력, 문맥 기능만 구현 가능한 언어
  • B언어 : Bell 사에서 개발해서 B언어
    • 발표년대: 1960'
    • 핵심 기능 : A언어 기능 + 기계식 데이터 타입, 연산기능, 메서드
  • C언어 : B언어에 비해 더 좋은 언어라는 의미로 C언어
    • 발표년대: 1970'
    • 핵심 기능 : B언어 기능, 자료형 데이터 타입, 자료구조 (분류 등)
  • 자바 : 어디서나 동작 가능한, 자바 커피에서 이름을 따서 만든 Java 언어
    • 발표년대: 1990'
    • 핵심 기능 : C언어 기능 + 공통 실행환경(놀이터), 클래스, 객체
  • Java는 A언어의 기능 + B언어의 기능 + C언어의 기능 에 Java 언어의 기능 을 추가한 언어

Java를 왜 배워야 하는가?

Java는 발전해 온 언어 중 가장 많이 쓰이는 개발 언어 중 하나

  1. 공통 실행환경이 있어서 여러 기기에서 실행 가능하다.
    • 여러 기기의 운영체제(OS)에서 실행할 수 있는 언어
    • 특히, 앱 개발에 적합하다.
  2. 세상과 닮아있는 개발 언어(객체 지향 언어)라 코드를 이해하기 쉽고 유지 보수가 쉽다.
    • 존재하는 물건을 "객체" 라고 부르는 세상을 닮도록 만든 객체 언어
      • 특징 (속성, 변수)
      • 행동 (메소드)
    • Java에서는 클래스를 통해 객체를 만든다.
  3. 안정성이 높아서 프로그래밍 오류를 방지하고 보안상 안전하다.
    • Java 언어로 작성된 문맥을 바이트 코드로 변환하는 변환기(Compiler)가 먼저 오류를 체크한다. → 컴파일 오류로 미리 에러 체크
    • Java에서 지원하는 보안 기술이 많이 있다.
  4. 대규모 앱 개발이 가능하다.
    • 네트워크 및 데이터베이스 연결 및 통신 등의 작업을 처리하는 API 제공
  5. 다양한 개발 도구와 라이브러리를 사용할 수 있다.
    • 앱 개발에 필요한 작업을 보다 쉽게 처리

JVM

  • Java Virtual Machine의 약자로 "자바 가상 머신"이라는 뜻을 가지고 있다.
    • 가상 머신이란 가상의 기기를 만들어주는 것을 의미한다.
    • 여러 가지 기기 위에 Java 프로그램을 실행시킬 수 있는 가상의 기기를 만들어 주는 것을 의미

바이트 코드

  • 내가 작성한 코드가 운영체제가 읽을 수 있는 코드(바이트 코드)로 Java 컴파일러가 변환한 코드

    💡 Java 컴파일러란?
    내가 작성한 Java 코드들(.java)을 운영체제가 읽을 수 있는 바이트 코드(.class)로 변환하는 변환기

JVM 동작 흐름

JDK (Java Development Kit)

📌 JDK의 Jdb 기능을 통해서 실행 중인 프로그램의 코드 실행을 따라다니며 볼 수 있습니다.
👀 디버깅 = 중단점 일시정지 + 코드 라인 단위 수행

첫번째 프로젝트 실행

public class Main {

    // [JDK]
    // 1. Compiler : .java -> .class
    // 2. JRE
    // 3. JDB : 디버깅
	
    // main 메소드
    // 자바 프로젝트(앱)는, 제일 먼저 클래스의 main 메소드를 실행시킨다.
    // = JVM의 약속
    public static void main(String[] args) {
        System.out.println("Our First Project! :)");
    }
}

클래스 : .class 관리 단위
public : (접근)제어자, public(공공의, 공통의)
input → system → output : 타입을 제한하고 있다
void : "아무것도 없다"
주석 : description

public class Main {
	// 1. 7 출력
    // 2. 3 출력
    // 3. 3.14 출력
    // 4. JAVA 출력
    public static void main(String[] args) {
        System.out.println(7);
        System.out.println(3);
        System.out.println(3.14);
        System.out.println("JAVA");
    }
}

변수

변하는 것(변수)과 변하지 않는 것(상수)

▶︎ 변수 : 변하는 저장 공간 🍽️

  • 저장공간의 선언
// int: 저장공간의 타입, number: 저장공간의 이름
// number 라는 이름의 int 타입의 저장공간을 선언
int number;
  • 값의 저장

    1. 값의 선언과 동시에 값을 저장 (초기화)

      int number = 10;

    2. 선언 이후에 값을 저장

      int number;
number = 10;

▶︎ 상수 : 변하지 않는 저장 공간 🥘

final int number = 10;

기본형과 참조형

  1. 기본형
  • 논리형 변수 : boolean
  • 문자형 변수 : char
  • 정수형 변수 : byte, short[2byte], int[4byte], long(L)[8byte]
  • 실수형 변수 : float(f)[4byte], double[8byte]

❓ float는 4byte만 쓰는데 어떻게 long 보다 더 넓은 범위를 표현 가능한가요?
float라는 단어의 뜻은 “부동”이라는 의미를 가지고 있으며 소수점이 움직인다는 의미의 “부동 소수점 방식”으로 숫자를 저장합니다.

  • 부동 소수점 방식 : 가수와 지수를 구분해서 저장하고 이 값들을 곱한 값을 저장(표현) 하는 방식입니다.
  1. 참조형 (주소값을 가지고 있음)
  • 문자열 변수 : String
    • "Apple", "텍스트"와 같은 문장을 저장합니다.
  • 그 외: Object, Array, List ...
    • 객체, 배열, 리스트와 같은 단일 저장공간에 담을 수 없는 값을 저장합니다.

래퍼 클래스(Wrapper Class)

기본형 변수를 클래스로 한번 랩핑(감싸는) 변수

  • 박싱(Boxing) vs 언박싱(Unboxing)
// 박싱 VS 언박싱

// 박싱
// Integer 래퍼 클래스 num 에 21 의 값을 저장
int number = 21;
Integer num = new Integer(number); // deprecated : 더 이상 사용하지 않음

Integer num = number; // 사실, 따로 Boxing 하지 않아도 자동 형변환 된다!

// 언박싱
int n = num.intValue(); // 래퍼 클래스들은 intValue() 같은 언박싱 메서드들을 제공해줍니다.

n = num; // 사실, Unboxing 도 마찬가지로 하지 않아도 형변환된다.
  • 실습한 int, Integer 외에도 모든 기본 타입에는 래퍼 클래스가 있습니다.
기본 타입래퍼 클래스
byteByte
shortShort
intInteger
longLong
floatFloat
doubleDouble
charCharacter
booleanBoolean

❓ 왜, 굳이 래퍼 클래스를 사용하는 건가요?
클래스는 객체지향 언어인 Java의 핵심 기능. 때문에 클래스로 변수를 관리하면 객체 지향의 많은 기능을 사용할 수 있게 됩니다! 👍

숫자와 문자 (ASCII 코드)

import java.util.Scanner;

public class Main {

    public static void main(String[] args) {
        Scanner sc = new Scanner(System.in);
        int asciiNumber = sc.nextInt();
        char ch = (char) asciiNumber;

        System.out.println(ch); // 아스키코드에 따라 변환된 문자 출력
    }
}

문자와 문자열

  • 선언 관점에서 차이점
    • 문자 (char)
      • 문자 한 개만 저장하며 따옴표를 사용하여 값을 지정합니다. (ex. ’A’)
        char alphabet = 'A'; // 문자 하나를 저장합니다.
    • 문자열 (String)
      • 문자 여러 개를 문장 형태로 저장하며 쌍따옴표를 사용하여 범위를 지정합니다. (ex. “ABCDEFG”)
        String message = "Hello World"; // 문자열을 저장합니다.
  • 저장 관점에서 차이점
    • 문자 (char)
      • 문자 뒤에 \0(널문자)가 없습니다.
        (1 byte만 쓰기 때문에 끝을 알아서 데이터만 저장하면 됩니다.)
    • 문자열 (String)
      • 문장의 끝에 \0(널문자)가 함께 저장이 됩니다.
        (몇 개의 byte를 쓸지 모르기 때문에 끝을 표시해야 합니다.)
  • 참조형
    • 참조형 변수 = 주소형 변수?
      • 다른 기본형 변수가 실제 값을 저장하는 저장 공간이라면
        참조형 변수는 실제 값이 아닌 원본 값의 주솟값을 저장합니다.
      • 다시 말해 참조형 변수는 주솟값을 저장하는 주소형 변수라고 불러도 됩니다.
    • 저장 관점에서 차이점
      • 기본형 변수 : 원본 값이 Stack 영역에 있습니다.
      • 참조형 변수 : 원본 값이 Heap 영역에 있습니다.
        • Stack 영역에는 따로 저장 해둔 원본 값의 Heap 영역 주소를 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 주솟값도 저장합니다.
  • Heap의 경우에는 동적으로 할당된 메모리 영역입니다.
    • 그래서, 크기가 계속 늘어날 수 있는 참조형 변수의 원본을 저장합니다.

비트 & 바이트

  • 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.

형변환

  • 실수 → 정수 변환
public class Main {

    public static void main(String[] args) {
        double doubleNumber = 10.1010;
        float floatNumber = 10.1010f;
        
        int intNumber;
        intNumber = (int) doubleNumber;
        System.out.println("double Type => " + doubleNumber);
        System.out.println("int Type => " + intNumber);

        intNumber = (int) floatNumber;
        System.out.println("float Type => " + floatNumber);
        System.out.println("int Type => " + intNumber);
        
    }
}
  • 정수 → 실수 변환 (명시적 변환)
public class Main {

    public static void main(String[] args) {
        int intNumber = 10;

        double doubleNumber = (double) intNumber;
        float floatNumber = (float) intNumber;

        System.out.println("int Type =>  " + intNumber);
        System.out.println("double Type => " + doubleNumber);
        System.out.println("float Type => " + floatNumber);
        
    }
}

자동 형변환

  • 1) 자동 타입 변환은 작은 크기의 타입에서 큰 크기의 타입으로 저장될 때 큰 크기로 형변환이 발생합니다.

    📌 변수 타입별 크기 순서
    byte(1) → short(2) → int(4) → long(8) → float(4) → double(8)

큰 크기의 타입에 작은 크기의 타입을 할당하면 자동 형변환이 발생한다.

public class Main {

    public static void main(String[] args) {
        int intNumber = 10;
        double doubleNumber = intNumber;
        System.out.println("double Type => " + doubleNumber);
    }
}
  • 2) 작은 크기의 타입이 큰 크기의 타입과 계산될 때 자동으로 큰 크기의 타입으로 형변환이 발생합니다.
public class Main {

    public static void main(String[] args) {
        int intNumber = 10;
        double doubleNumber = 5.5;
        System.out.println("result => " + (intNumber + doubleNumber));
    }
}

과제

요리 레시피 메모장 만들기

  • 입력값
  1. 내가 좋아하는 요리 제목을 먼저 입력합니다.
  2. 요리 별점을 1~5 사이의 소수점이 있는 실수로 입력해 주세요. (ex. 3.5)
  3. 이어서 내가 좋아하는 요리 레시피를 한 문장씩 10문장을 입력합니다.
  • 출력값
    - 입력이 종료되면 요리 제목을 괄호로 감싸서 먼저 출력해 줍니다.
    - 이어서, 요리 별점을 소수점을 제외한 정수로만 출력해 줍니다. (ex. 3)
    - 바로 뒤에 정수 별점을 5점 만점 퍼센트로 표현했을 때 값을 실수로 출력해 줍니다. (ex. 60.0%)
    - 이어서, 입력한 모든 문장 앞에 번호를 붙여서 모두 출력해 줍니다.
import java.util.Scanner;

public class RecipeMemo {
    public static void main(String[] args) {
        Scanner sc = new Scanner(System.in);

        /* 입력 */
        String title = sc.nextLine();
        double score = sc.nextDouble();
        sc.nextLine();
        String[] recipes = new String[10];
        for (int i = 0; i < recipes.length; i++) {
            recipes[i] = sc.nextLine();
        }
        sc.close();

        /* 출력 */
        System.out.println("["+title+"]");
        System.out.println("별점 : " + score + " (" + (score * 20) + "%)");
        for (int i = 0; i < recipes.length; i++) {
            System.out.println((i+1)+". " + recipes[i]);
        }
    }
}

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