[Java] 5_6_java.lang 패키지

나영원·2020년 10월 8일

Java

Java_basic2

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java.lang 패키지

java.lang

Java에서 가장 기본적이며 자주 사용되는 클래스를 모은 패키지
별도로 import하지 않아도 사용이 가능한, Java의 기본 중의 기본
- 우리가 이미 알게 모르게 많이 사용하고 있는 패키지

Object Class

Java.lang 패키지에 대표적인 클래스
모든 클래스의 조상 클래스로, 클래스가 갖춰야할 기본 기능을 제공한다

필요한 경우 Object 클래스에 정의된 메소드를 Override하여 사용한다

대표적으로 equals()메서드

메소드	설명
`public final native Class<?> getClass()`	현재 객체의 원본 클래스를 반환한다.
`public native int hashCode()`	현재 객체의 해시코드 값을 반환한다.
`public boolean equals()`	현재 객체와 대상이 같은 객체를 참조하는지 여부를 반환한다.
`public String toString()`	객체를 문자열로 변환하여 반환한다.
`proteted native clone() throws CloneNotSupportedException`	객체를 복사하여 새로운 객체로 반환한다.

equals()

동일한 객체를 참조하는지 여부를 boolean으로 반환하는 메서드

Object 클래스의 equals() 메소드 구현

객체의 참조만을 비교

public boolean equals(Object obj) {
    return (this == obj);
}

String 클래스의 equals() 메소드 구현 (Overriding)

효율적으로 객체의 내용이 동일한지 비교

public boolean equals(Object anObject) {
    if (this == anObject) {
        return true;
    }
    if (anObject instanceof String) {
        String aString = (String)anObject;
        if (!COMPACT_STRINGS || this.coder == aString.coder) {
            return StringLatin1.equals(value, aString.value);
        }
    }
    return false;
}

Object obj = new Object();
Object obj1 = obj;
Object obj2 = new Object();

System.out.println(obj.getClass());//class java.lang.Object
//Class 클래스 객체를 반환 (Class라는 클래스가 있는거야)

System.out.println(obj.equals(obj1));//true
System.out.println(obj.equals(obj2));//false
//구현을보려면 해당 메서드명위에 오른쪽 클릭한 뒤 Go Too - Ddclaration or Usage 으로가면 된다
System.out.println("");

String str1 = "abc";
String str2 = str1;
String str3 = "abc";
String str4 = new String("abc");

//동일 객체를 비교
System.out.println(str1 == str2);//true
System.out.println(str1 == str3);//true //String풀에서 이미 존재하는 String을 참조하기때문에
System.out.println(str1 == str4);//false //New String할 경우 명시적으로 새로운 객체 생성
System.out.println("");

//String의 eqauls는 내용만 같아도 true를 반환되도록 오버라이딩되어있다
    //String클래스에서 Object를 상속하니까 equals()메서드를 오버라이딩할 수 있지
    //String의 경우 다른 객체여도 같은 내용일 수 있기 때문에 (효율적으로)비교하게끔 오버라이딩
System.out.println(str1.equals(str2));//true
System.out.println(str1.equals(str3));//true
System.out.println(str1.equals(str4));//true
System.out.println("");

//우리도 새로운 클래스를 만든다면 eqauls()를 잘 오버라이딩해야된다, 어떤 것들이 같으면 같다고할지
//이전에 클래스에 멤버 변수가 같으면 같은 클래스라고 출력하던것

hashCode()

객체를 구분하기 위해 사용하는 정수값(해시코드)을 반환
- 프로그램 내에서 객체마다 유일하므로 주소값처럼 사용 가능 => 실제 주소값은 아니다
native 메소드이므로 구현 내용을 볼 수 없음
- native : C 또는 C++ 등 외부언어로 작성된 코드 => 굉장히 효율적으로 작성해야하는 알고리즘의 경우 다른언어로 작성하기도 한다
hashCode()의 제한 사항
- 한 객체의 hashCode()를 여러번 호출할 경우, equals()에 사용하는 값이 변하지 않으면 동일한 값을 반환해야 한다.(equals()에서 사용하지 않는 값은 변해도 상관이 없다)
  - 객체가 변하지 않는다면 hashCode도 동일하게 유지가 되어야 한다는 뜻
- equals() 메소드가 같다고 판단한 두 객체의 hashCode() 반환값은 같아야 한다.
  - equals()가 같다고 판단했을때는 같아야 하지만 다르다고 판단했을때는 다를 필요는 없다 => 햇깔리게 하는 부분이긴하네
- 권고사항 : equals() 메소드가 다르다고 판단한 두 객체의 hashCode()가 반드시 다를 필요는 없으나, 다른 값이 나오면 Hash기반 자료구조의 성능이 향상된다.
  - equals()가 다른데 hashCode()값이 같은 경우가 있는데 가능하면 다르게 나오게 해주는 것이 HashTable성능에 도움이 된다는 뜻
    - 이런 경우를 해쉬 충돌이라고 한다 => HashTable & HashMap 자료구조에서 더자세히 배우는 것 같다
  - 즉 eqauls()가 같으면 hashCode()는 반드시 같고, equals()가 다를때 hashCode()가 반드시 다른 것은 아니다.

clone()

자신을 복제하여 새로운 객체를 생성하는 메소드
배열을 복제할 경우 새로운 객체를 생성하므로 원본을 훼손하지 않을 수 있음

clone() override 시 Cloneable 인터페이스를 구현해야 함

int [] ints = {1, 2, 3, 4, 5};
int [] ints2 = ints.clone();

getClass()

Class 에 대한 정보를 담고 있는 Class 객체를 반환

객체의 getClass() 메소드 또는 해당 클래스의 정적 변수 class를 이용 가능

        // getClass() : 클래스 저옵를 담고 있는 Class 객체를 반환
        class Bar{
            public void methodA(){
                System.out.println("methodA is called.");
            }
        }

        //Class 클래스, Method 클래스의 활용
        // Reflect API를 이용한다
		Bar bar = new Bar();
        Class barClass = bar.getClass();

        System.out.println(barClass.getName()); // s06.Main$1Bar
                                                // 패키지. Main클래스안에 로컬내부클래스는 숫자로구분된 클래스명이존재
        System.out.println(barClass.getDeclaredMethods().length); //1 // 선언되어 있는 메소드의 수를 반환한다
        barClass.getDeclaredMethod("methodA").invoke(bar);// methodA is called.
													//해당 객체의 메소드에 접근할 수 있음
        System.out.println("");

        // API를 만들때 사용하기 때문에 이런것들이 있단는 것 기억하고 자세한건 그때 찾아서 사용하면 된다

System Class

실행 중인 OS와 interact하기 위한 클래스
- 객체화 될수 없는 클래스이다

System 클래스의 주요 정적 변수 => 객체를 만들지 않고 사용한다

속성	설명
`public static final PrintStream err`	오류를 출력하기 위한 표준 출력 스트림
`public static final InputStream in`	표준 입력을 처리하기 위한 입력 스트림
`public static final PrintStream out`	표준 출력을 처리하기 위한 출력 스트림

System 클래스의 주요 정적 메소드

메소드	설명
`arraycopy()`	src 배열의 내용을 dst 배열로 복사한다.
`currentTimeMillis()`	현재 시스템 시간을 ms로 반환한다.
`exit()`	프로그램을 종료한다
`gc()`	GC를 요청한다.
`getenv()`	환경 변수의 값을 반환한다.
`getProperties()`	시스템 속성을 Property로 반환한다.
`getProperty()`	시스템 속성 값을 문자열로 반환한다. 없을 경우 null 또는 def를 반환
`identityHashCode()`	객체의 해시코드 값을 반환한다.
`lineSeparator()`	시스템의 줄넘김 문자열을 반환한다. UNIX: `\n`, WINDOWS: `\r\n`
`nanoTime()`	시스템 시간을 ns로 반환한다.
`setProperties()`	시스템 속성을 한번에 설정한다.
`setProperty()`	시스템 속성을 하나씩 설정한다.

주요 Property

| 속성 | 설명 | | user.country | OS 로케일 정보 | | java.io.tmpdir | 임시 경로 | | line.separator | 줄넘김 문자열 | | user.home | 유저 홈 경로 | | file.separator | 파일 경로 구분 |

System.out.println(System.out); // out은 정적변수이고 PrinStream의 객체이다(객체를 담고있다)
System.out.println(System.err); // err도 PritStream 객체를 담고 있다
System.out.println(System.in); // in은 InputStream 객체
//위의 나온 Stream은 Stream API와는 전혀 다른, I/O Stream이다.

System.out.println("f");//f // 표준 출력을 처리하기 위한 객체
System.err.println("w");//w(빨간색 글씨) //  오류를(표준 출력 장치에) 출력하기 위한 객체-> 그래서 빨갛게출력
// err에도 out과 동일한 메서드 존재하는 이유는 동일한 클래스의 객체 담고 있기 때문에
Scanner scanner = new Scanner(System.in); // 표준 입력장치를 사용하기 위한 객체
System.out.println("");

int[] ints = {1,2,3,4};// 이제 배열 만들 때 IntStream 안쓰나 이런생각도 해볼수 있겠지
int[] ints1 = new int[10];
System.arraycopy(ints,0,ints1, 0, ints.length);
// native로 더 효율적으로 구현되어있음, Arrays에 있지 않고 System에 구현되어 있는 이유
System.out.println(ints1);
System.out.println("");

 //시간에 관련된 메서드
//currentTimeMillis(), nanoTime()
System.out.println(System.currentTimeMillis()); //1601282787547
System.out.println(System.currentTimeMillis()); //1601282787547 //밀리초는 큰차이가 없네
System.out.println(System.nanoTime()); //594530045231600 -> 끝이 00인 이유는 1나노단으로 측정이 안되는것
System.out.println(System.nanoTime()); //594530045261300 -> 나노타임으로 하니까 차이가나네
// 일반적인 머신은 RTOS(Realtime machine)가 아니기 때문에 정확하지 않을 수 있음

    // 종료에 관한 메서드
//System.exit(0); // 프로그램 강제 종료 할수 있음
// Process finished with exit code 0, 원래 프로그램 종료시 나오는 메세지.
//관습적으로 status =0: 정상 종료. status != 0: 비정상 종료 (1)

    //가비지컬렉션
System.gc(); //Garbage Collection
            //꼭 실행할 필요는 없으나, 좀더 빨리 해달라고 용처하는 정도
                //요청했다고 바로 gc가 작동하는 것도 아니다

// 환경변수
System.out.println(System.getenv()); //모든 환경변수를 출력해준다 => os랑 통신하는애라 가능
System.out.println("");
System.out.println(System.getProperties());//시스템 속성을 Property로 반환한다
System.out.println(System.getProperty("user.country")); // KR //사용자 국적을 알수 있게됨
System.out.println(System.getProperty("java.io.tmpdir")); // 기본 Temp 위치를 알 수 있음
System.out.println(System.getProperty("line.separator")); // windows - \r\n, UNIX \n, 줄바꿀때 필요한 것 OS별로 체크해줌
System.out.println(System.getProperty("user.home")); // windows보단 mac에서 중요한의미를 가진다
System.out.println(System.getProperty("file.separator")); 
// 사용자의 oS환경 정보에 접근해서 그것을 통해 프로그래밍의 활용할 수 잇겠다
// 직접 사용하는 것보다 이렇게 화용할수있게 해주면좋다

Math Class

수학 계산에 필요한 메소드를 가진 final 클래스
- 상속이 불가능 하다 => 상속해봐야 구현해봐야 기존 구현보다 나을리 없다라는 의미

모든 메소드가 static 메소드로 구현되어 있다

객체를 생성하지 않고 그대로 사용하게 되어 있다

메소드	설명
`abs()`	절대값을 반환한다.
`ceil()`	올림 값을 double로 반환한다.
`floor()`	내림 값을 double로 반환한다.
`max()`	두 값 중 더 큰 값을 반환한다.
`min()`	두 값 중 더 작은 값을 반환한다.
`random()`	0 이상 1.0 미만의 임의의 값을 반환한다.
`round()`	소수점 첫째자리에서 반올림한 정수 값을 반환한다.
`addExact()`	덧셈 연산으로, Overflow 발생 시 `ArithmaticException` 발생.
`subtractExact()`	뺄셈 연산으로, Overflow 발생 시 `ArithmaticException` 발생.
`multiplyExact()`	곱셈 연산으로, Overflow 발생 시 `ArithmaticException` 발생.

// Math 클래스

System.out.println(Math.abs(-4)); // 4 // 절대값 반환 // int long float double 오버로딩이 되어 있다

System.out.println(Math.ceil(1.2)); // 2.0 // 올림값 반환 // double 형 입력, 출력도 double 형 -> 값의 범위(Overflow 가 발생할수있음)
                                    // overFlow 같은 경우는 실무나, 코딩테스트에서 고려해야 될 대상이 될 수 있으니 알아두어야 한다
                                    // workAround 한 방식을 왜 하는지 그리고 어떻게 하는지를 이해해야 한다.

System.out.println(Math.floor(1524.4)); // 1524.0 // 내림 값 반환 // double 입력 double 출력

System.out.println(Math.max(4, 2)); // 4 // 두 값 중 더 큰 값 반환
                                    // 2개의 값만을 비교하게 되어 있음 -> Reduce 방식을 이용해서 처리하기 때문에(Accumulation?)
                                 // 다른 언어에서는 max({1,2,3,4,5,}) 이런식으로 여러수를 비교할 수 있게 하게 되어 있음 => 두 방식다 장단점이 있음

System.out.println(Math.min(4, 2)); // 2 // 두 값 중 더 작은 값 반환

System.out.println(Math.random()); // 0.0 이상, 1.0 미만의 값을 임의로 출력
System.out.println(Math.random() < 0.3); // true, false 로 확률을 출력해준다 -> 이경우는 30& 확률로 true

// random을 통한 확률 표현
int count =0;
for (int i = 0; i < 10000; i++) {
     if(Math.random() < 0.3){ // 30% 확률
        count += 1;
    }
}
System.out.println(count); // 2928 // 3073 // 3033 // 2990 거의 확률과 비슷하게 출력되게 설정되어 있다
// 몬테카를로 방법? 과 연관되어 있다고 한다

// 랜덤한 정수
int minVal = 2;
int maxVal = 10;
int randInt = (int)(Math.random() * (maxVal - minVal + 1) // 0~8이 나오려면 random값에 9를 곱해줘야한다
+ minVal); // 0~8으로 나온 값에 +2를 해주면 2~10값이 나온다
           // 알아두면 도움이 될것 같은 알고리즘이다
System.out.println(randInt); // 2 // 9 // 4

System.out.println(Math.round(1.4f)); // 소숫점 첫째자리에서 반올림한 정수값을 반환한다
                                      // 입력 float -> 출력 int, double -> long

// addExact, subtractExact, multiplyExact
System.out.println(Integer.MAX_VALUE + 10); //-2147483639 // OverFlow 발생

try {
    System.out.println(Math.addExact(Integer.MAX_VALUE, 10)); // OverFlow 발생시 ArithmaticException 예외를 발생시켜줌
    System.out.println(Math.subtractExact(Integer.MAX_VALUE, -10)); //위에서 예외발생되면 아래예외는 고려 하지 않는다
    System.out.println(Math.multiplyExact(Integer.MAX_VALUE, 4));
} catch(ArithmeticException e) {
    e.printStackTrace();
}
System.out.println("end");

// 일반적으로 OverFlow가 나는것은 버그가 아니고 특징이다, 그 특징을 어떻게 다룰 것인가 = 강의로 보충하자