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4주차: 제어문

학습할 것

• 선택문
• 반복문

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일반적으로 우리가 작성한 소스코드는 위에서 아래로 실행됩니다. 그러나, 우리가 앞으로 학습할 제어문은 실행 흐름을 끊고, 조건에 따라 실행되거나, 반복해서 실행되거나, 분기처리를 통해 우리의 프로그램이 조건에 따라 실행될 수 있도록 해줍니다.

자바에는 조건에 따라 실행되도록 하는 문법인 선택문(if-then, if-then-else, switch), 반복해서 실행되도록 하는 문법인 반복문(for, while, do-while)이 있으며, 분기를 수행하는 문법(break, continue, return) 또한 있습니다.

자바 튜토리얼

선택문

if-then, if-then-else 문

if-then 문

if-then문은 가장 기본적인 제어문입니다. 이 코드는 블록 안에 있는 코드를 오직 조건이 충족될 때만 실행됨을 알려줍니다.
예를 들어, Bicycle 클래스는 자전거가 움직일 때만 속도를 줄일 수 있도록 합니다.

void applyBrakes() {
  // 자전거는 움직이고 있어야만 합니다.
  if (this.isMoving) {
    // then 절입니다. 현재 속도를 줄입니다.
    this.currentSpeed--;
  }
}

이 평가가 false 값이라면 자전거가 움직이지 않고 있다는 것을 의미하고, 제어는 if-then 문 끝으로 이동하게 됩니다.

추가로, then 절이 하나의 문만 가질 경우 시작과 끝의 중괄호는 선택적입니다.

하지만 저는 개인적으로 모든 if문에 괄호를 사용하는 것을 선호합니다. 일반적으로 코드의 취약성이 높아지는 smell이라고 생각하며, 문장이 두 줄이 될 경우 중괄호를 추가해주어야 할 뿐더러 잊기도 쉽습니다.

if (this.isMoving)
    this.currentSpeed--;
// 만약 한 문장이 더 추가되어야 한다면?
// 중괄호도 추가해주어야 함으로 유지보수성이 떨어지게 됩니다.

if-then-else 문

if-then-else 문은 if 절의 평가가 false인 경우에 실행될 두번째 경로를 제공해줍니다. 아래의 예제는 이미 자전거가 멈춰있는 경우에 이미 멈춰있다는 에러 메시지를 출력합니다.

void applyBrakes() {
  if (this.isMoving) {
    this.currentSpeed--;
  } else {
    System.err.println("자전거가 이미 멈춰있습니다!");
  }
}

IfElseDemo 라는 프로그램은 testscore라는 값에 따라 grade가 결정됩니다.

class IfElseDemo {
  public static void main(String[] args) {

    int testscore = 76;
    char grade;

    if (testscore >= 90) {
      grade = 'A';
    } else if (testscore >= 80) {
      grade = 'B';
    } else if (testscore >= 70) {
      grade = 'C';
    } else if (testscore >= 60) {
      grade = 'D';
    } else {
      grade = 'F';
    }
    System.out.println("Grade = " + grade);
  }
}

이 프로그램의 출력은 다음과 같을 것입니다.

Grade = C

이 코드는 조건문 두 개를 만족하지만, 보다 위에 위치한 조건문에 위치한 식만 평가되고 아래에 존재하는 식은 평가되지 않습니다.

자바 튜토리얼(if, if else)

switch 문

if-then문, if-then-else 문과 달리 switch문은 여러 경로가 실행될 수 있습니다. switch문은 byte, short, char와 int와 같은 기본 데이터 타입과 함께 동작합니다. 또한, enumerated 타입(Enum Type)과도 함께 사용할 수 있습니다. String 클래스와 더불어 wrapper 클래스도 사용할 수 있습니다.

SwitchDemo 예제코드를 보시면, month라는 int타입의 변수의 값은 월을 의미합니다. 이 코드는 month 값을 바탕으로 switch문을 통해 해당 월의 이름을 보여줍니다.

public class SwitchDemo {
  public static void main(String[] args) {
    int month = 8;
    String monthString;
    switch (month) {
      case 1: monthString = "January";
              break;
      case 2: monthString = "February";
              break;
      case 3: monthString = "March";
              break;
      case 4: monthString = "April";
              break;
      case 5: monthString = "May";
              break;
      case 6: monthString = "June";
              break;
      case 7: monthString = "July";
              break;
      case 8: monthString = "August";
              break;
      case 9: monthString = "September";
              break;
      case 10: monthString = "October";
               break;
      case 11: monthString = "November";
               break;
      case 12: monthString = "December";
               break;
      default: monthString = "Invalid month";
    }
    System.out.println(monthString);
  }
}

이 경우에 표준 출력의 결과는 August로 나올 것입니다.

switch문의 body는 switch block으로 알려져 있습니다. switch block안에 있는 코드들은 하나 이상의 case 또는 default로 레이블 될 수 있습니다. switch문의 표현식이 평가되면 만족하는 모든 case의 코드들이 실행됩니다.

그리고 switch문은 if-then-else 문으로도 변경가능합니다.

if-then-else문 또는 switch문을 선택하는 기준은 가독성과 평가문의 표현에 있습니다. if-then-else문은 값의 범위, 조건등으로 평가할 수 있고, switch문은 하나의 정수, 열거형 값, String 객체로 평가할 수 있습니다.

또 한가지 흥미로운 점은 break 문입니다. 매 break 문은 이를 감싸고 있는 switch문을 종료시킵니다. 제어 흐름은 switch 블록 다음의 첫번째 문에서 계속됩니다. break문은 필요합니다. 이 break문이 없으면, switch블록은 계속해서 떨어집니다.(한 번 조건에 맞는다면, 그 다음부터는 조건에 관계없이 실행됩니다.) 이를 fall through 라고 합니다.

제가 생각하기엔 switch문과 if-then-else는 사용처가 다른느낌을 많이 받았는데, 비슷하지만 많이 다르다고 생각합니다.

기술적으로, 가장 마지막 break는 필요하지 않습니다. 그리고, break를 사용하는 편이 오류를 줄일 수 있기 때문에 권장됩니다. default 섹션은 case에서 처리되지 않는 모든 부분을 명시적으로 처리합니다.

switch문에서 String 사용하기

Java SE 7 이후 버전부터는 String 객체를 switch문의 평가식으로 사용할 수 있습니다. 다음의 예제는 각 달의 이름으로 숫자 값을 구하는 것입니다.

public class StringSwitchDemo {

  public static int getMonthNumber(String month) {

    int monthNumber = 0;

    if (month == null) {
      return monthNumber;
    }

    switch (month.toLowerCase()) {
      case "january":
          monthNumber= 1;
          break;
      case "february":
          monthNumber = 2;
          break;
      case "march":
          monthNumber = 3;
          break;
      case "april":
          monthNumber = 4;
          break;
      case "may":
          monthNumber = 5;
          break;
      case "june":
          monthNumber = 6;
          break;
      case "july":
          monthNumber = 7;
          break;
      case "august":
          monthNumber = 8;
          break;
      case "september":
          monthNumber = 9;
          break;
      case "october":
          monthNumber = 10;
          break;
      case "november":
          monthNumber = 11;
          break;
      case "december":
          monthNumber = 12;
          break;
      default:
          monthNumber = 0;
          break;
    }

    return monthNumber;
  }

  public static void main(String[] args) {

    String month = "August";

    int returnedMonthNumber = StringSwitchDemo.getMonthNumber(month);

    if (returnedMonthNumber == 0) {
      System.out.println("Invalid month");
    } else {
      System.out.println(returnedMonthNumber);
    }
  }
}

이 코드의 결과는 8입니다.

switch 평가식의 String은 String.equals 메서드를 이용해 비교됩니다. 이 과정에서 toLowerCase 메서드를 통해 case의 구분 없이 비교하게 됩니다.

가급적이면 String과 같이 객체를 Switch로 사용할 때는 NullPointerException을 주의해야 합니다. null을 체크하는 로직을 꼭 추가합시다.

참고

오라클 자바 튜토리얼(switch문)

반복문

while 및 do-while 문

while문은 조건이 true인 동안 계속해서 블록안의 문장을 반복합니다. 이를 자바에서는 이렇게 표현합니다.

while (expression) {
  statement(s)
}

while 문은 boolean 값을 리턴하는 표현식을 평가합니다. 표현식이 true로 평가된다면, while문은 while문의 블록 안에 있는 문장들을 실행합니다. while문은 식이 false가 될 때 까지 평가하고, 블록안의 항목을 반복합니다.

아래의 코드는 1부터 10까지 print하는 예제입니다.

class WhileDemo {
  public static void main(String[] args) {
    int count = 1;
    while (count < 11) {
      System.out.println("Count is: " + count);
      count++;
    }
  }
}

조건문에 true를 입력해서 무한 루프를 만들 수도 있습니다.

while (true) {
  // code
}

자바는 do-while문 문법도 제공합니다. 다음과 같이 쓸 수 있습니다.

do {
  statement(s)
} while (expression);

do-while문과 while문의 차이는 조건식의 평가와 반복되는 부분의 순서에 있습니다. while문은 식을 먼저 평가하고 반복을 하는 반면, do-while문은 일단 한 번 실행하고 반복여부를 평가합니다. 즉, do-while문은 적어도 한 번의 실행을 보장하게 됩니다.

참고

오라클 자바 튜토리얼(whlie문과 do-while문)

for 문

for문은 범위 반복을 하는 간결한 방법을 제공합니다. 일반적인 for문은 다음과 같이 표현됩니다.

for (initialization; termination; increment) {
  statement(s)
}

for문을 사용할 때 유의할 점이 있습니다.

• initialization 표현식은 루프를 초기화합니다. 이것은 루프가 실행되기 전 한 번만 실행됩니다.
• termination 표현식이 false 값으로 평가될 때까지 반복하게 됩니다.
• increment 표현식은 반복이 끝날 때마다 실행됩니다. 이 값은 증가하거나 감소하게 할 수 있습니다.

class ForDemo {
  public static void main(String[] args) {
    for (int i = 1; i < 11; i++) {
      System.out.println("Count is: " + i);
    }
  }
}

결과:

Count is: 1
Count is: 2
Count is: 3
Count is: 4
Count is: 5
Count is: 6
Count is: 7
Count is: 8
Count is: 9
Count is: 10

i가 어떻게 선언되고, 초기화되며, 어떤 방식으로 평가되고, 증가하는 지를 알아야 합니다. 이 변수가 루프 외부에서 필요하지 않는 경우 초기화 식에서 선언하는 것이 좋습니다. 그렇게 하면 변수가 딱 사용되는 범위만큼 수명을 갖게되고, 오류가 줄어들 수 있습니다. for문에는 i, j, k 와 같은 변수들이 주로 사용됩니다.

for문의 세 식은 모두 선택사항입니다. 모두 비워두면 무한 루프가 됩니다.

for (;;) {
  // 코드 입력
}

enhanced for문은 배열이나 컬렉션 같이 연속된 정보를 접근하는 방법입니다. for문 보다 훨씬 간결하고 읽기 쉽습니다.

class EnhancedForDemo {
  public static void main(String[] args) {
    int[] numbers = {1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8 ,9, 10};

    for (int item : numbers) {
      System.out.println(item);
    }
  }
}

결과

1
2
3
4
5
6
7
8
9
10

가능하다면 이 형식을 사용하는 것을 권장합니다. 일단 가독성이 좋고, 내부적으로 iterator를 사용하는 경우 인덱스를 통한 접근보다 빠른 경우가 있기 때문입니다.

참고

오라클 자바 튜토리얼(for문)

분기문

break문

break문은 두가지 형태가 있습니다. label된 것과 label되지 않은 것이 그것입니다. label 되지 않은 것은 일반적으로 우리가 볼 수 있는 용례입니다.

break문의 역할은 break문을 감싸고 있는 블록을 즉시 벗어나는 것을 의미합니다. 반복도중이라면 반복을 진행하지 않고 탈출합니다.

label된 break문의 역할은 해당 label에 해당하는 것을 탈출함을 의미합니다. 이는 중첩된 구조에서 의미가 있으며, 일반적으로 많이 사용하는 방법은 아닙니다.

class BreakWithLabelDemo {

  int[][] arrayOfInts = {
    { 32, 87, 3, 509 },
    { 12, 1076, 2000, 8 },
    { 622, 127, 77, 955 }
  };
  int searchfor = 12;

  int i;
  int j = 0;
  boolean foundIt = false;

search:
  for (i = 0; i < arrayOfInts.length; i++) {
    for (j = 0; j < arrayOfInts[i].length; j++) {
      if (arrayOfInts[i][j] == searchfor) {
        foundIt = true;
        break search;
      }
    }
  }

  if (fountIt) {
    System.out.println("Found " + searchfor + " at " + i + ", " + j);
  } else {
    System.out.println(searchfor + " not in the array");
  }
}

결과는 다음과 같습니다.

Found 12 at 1, 0

break문은 label이 표시된 블록을 종료하고, 제어 흐름을 그 밖으로 전달합니다.

continue문

continue문은 현재 반복을 생략합니다. 따라서 반복문인 for, while, do-while문에서 사용할 수 있습니다.

class ContinueDemo {
  public static void main(String[] args) {
    String searchMe = "peter piper picked a peck of pickled peppers";
    int max = searchMe.length();
    int numPs = 0;

    for (int i = 0; i < max; i++) {
      // p가 아니면 넘어간다.
      if (searchMe.charAt(i) != 'p') {
        continue;
      }

      // p의 개수를 증가시킨다.
      numPs++;
    }
    System.out.println("Found " + numPs + " p's in the string.");
  }
}

결과는 다음과 같습니다.

Found 9 p's in the string.

label된 continue문은 위의 break문과 동일하게 동작합니다.

return문

return문은 현재 메서드를 탈출하는 기능으로 실행 흐름을 메서드를 호출한 위치로 반환합니다 return문은 두 가지 형태가 있습니다. 값을 반환하는 것과 그렇지 않은 것 두 가지 입니다. 값을 반환하기 위해서는 return 키워드 뒤에 반환할 값이나 변수를 입력하면 됩니다.

반환하는 타입은 메서드에 선언된 반환 타입과 일치해야 합니다. void 라면 반환하지 않습니다.

참고

오라클 자바 튜토리얼(분기문)

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후기

취업을 하니, 출퇴근 시간이나 피로감 때문에 퇴근하고 조금밖에 공부를 못하고 있네요.

열심히 참여하고 싶지만 마음을 따라주지 않는 몸이 야속하기만 합니다.

과제는 그냥 회사에서 JUnit4로 되어있던 코드를 AssertJ와 JUnit5로 Migration한 것으로 대신하겠습니다!!

주말에 자료구조 관련된 구현을 다시할지, Spring을 공부할지는 고민을 해봐야겠습니다.