[JAVA]제어문

홍준표·2022년 6월 19일
Java
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목표

자바가 제공하는 제어문을 학습하세요

학습할 것(필수)

  • 선택문
  • 반복문

선택문

선택문(switch)?

주어진 조건 값의 결과에 따라 프로그램이 다른 명령을 수행하도록 하는 일종의 조건문이다.

  • 모든 값, 범위를 기반으로 판단하는 if 문과 달리 정수 값이나 열거된 값 또는 문자, 문자열만을 사용할 수 있다.

  • 컴파일러를 통해 실행 경로를 설정하는 점프 테이블이라는 것이 만들어지게 되어서 많은 조건을 비교하여야 할 때, if else 보다 더 빠른 성능을 보이게 된다.
    → case의 수가 5개 이상이라면, 성능 차이가 보이기 시작한다.

  • if else에 비하여서 좋은 가독성을 가지고 있다.

예제

switch (조건식) {
    case 값1:
        //조건식의 결과가 값1과 같을 경우 수행될 코드
        break;
    case 값2:
        //조건식의 결과가 값2과 같을 경우 수행될 코드
        break;
    default:
        //조건식의 결과와 일치하는 case문이 없을 경우 수행될 코드
}

코드에서 조건식의 결과와 일치하는 값이 있는 case가 있는지 찾아서 찾는다면 해당 케이스의 코드를 수행하고, 만일 적절한 값을 찾지 못한다면 default의 코드를 수행합니다. 여기서 각각의 케이스는 코드 수행 후 break문을 만나 전체 switch문을 빠져나가야하는데, 만일 break;문이 없으면 종료되지않고 계속 진행이 됩니다. 그리고 default는 보통 마지막에 놓기 때문에 break문을 생략하는 경우도 있다.

break문을 작성하지 않은 코드텍스트

public static void main(String[] args){
    int level = 2;

    switch (level) {
        case 3:
            System.out.println("레벨이 3입니다.");
        case 2:
            System.out.println("레벨이 2입니다.");
        case 1:
            System.out.println("레벨이 1입니다.");
        default:
            System.out.println("레벨을 측정할 수 없습니다.");
    }
}
  • 실행결과
    보는것과 같이 level은 2이기에 레벨이 2입니다. 만 출력되고 끝나야 하지만 case 2의 코드를 실행 후 break문이 없기 때문에 그 하위 case를 모두 수행하고 switch문의 끝에 다다러서야 switch문을 종료하고 벗어나게 됩니다. 그렇기에 레벨이 2임에도 불구하고 레벨이 1인경우와 측정불가인 기본케이스가 모두 수행되는 문제가 생깁니다.
    하지만, 고의적으로 break문을 생략하는 경우도 있습니다. 가령 예를들어 레벨에따른 권한과 같이 레벨이 올라갈수록 하위요소를 다 포함하는 경우 break문이 없을경우 하위 요소를 모두 실행해 포함시킬 수 있습니다.

break문이 없는 switch 응용

public static void main(String[] args){
    int level = 2;

    switch (level) {
        case 3:
            grantDelete(); // 삭제 권한을 부여한다.
        case 2:
            grandWrite();  // 쓰기 권한을 부여한다.
        case 1:
            grandRead();   // 읽기 권한을 부여한다.
    }
}

위와 같이 사용하면 레벨에 따라 3인사람은 읽기, 쓰기, 삭제 권한을 모두 가질 수 있고, 레벨2는 읽기, 쓰기 레벨 1은 읽기 권한만 가지도록 할 수 있다.

switch문의 제약조건

  • switch문의 조건식 결과는 정수 또는 문자열이어야 한다.
  • case문의 값은 정수 상수만 가능하며, 중복되지 않아야 한다.
final int ONE = 1;

switch(condition){
	case '1':   //OK. 문자 상수(정수 상수 49와 동일) 사용 가능
	case ONE:   //OK. 정수 상수 사용 가능
	case "YES": //OK. 문자열 상수 사용 가능
	case num;   //에러. 변수는 불가
	case 1.0:   //에러. 실수는 불가
}

switch문의 중첩사용
switch문 역시 중첩사용이 가능하다. 사용방법은 else-if와 같이 case 안에 switch문을 작성해주면 된다.

반복문

특정 문장을 반복해서 수행하는 것

반복문은 특정 작업을 반복수행하기 위해 사용된다. 반복문의 종류

  • for
  • while
  • do-while

이렇게 있으며 위 두 반복문은 조건에 따라 한 번도 수행되지 않을 수 있지만, do-while은 조건식의 연산결과평가는 우선 do를 통해 수행한 뒤에 하기 때문에 일단 1회 수행된다는 차이점이 있다.

for문

특징

  • 반복 횟수를 알고 있을때 적합
  • 구조는 복잡하지만 직관적이다.

구조

  1. 초기화 : for문의 기준이될 변수의 초기값 설정으로 위 구조에서는 int 타입의 i에 1을 설정해주었습니다.
  2. 조건식 : for문이 수행될 조건으로 해당 조건이 true가 되는 동안 반복이 수행된다.
  3. 증감식 : 코드수행 후 조건평가전 수행되며, 위 구조에서는 i를 1씩 후위증가해주고 있다.

for문의 수행순서

향상된 for문(enhanced for statement)

: JDK1.5부터 배열과 컬렉션에 저장된 요소에 접근할 때 기존보다 편리한 방법으로 접근할 수 있도록 for문의 새로운 문법이 추가되었다.

for(타입 변수명 : 배열 또는 컬렉션) {
//반복할 문장
}

향상된 for문을 사용하기 위해서는 타겟이될 인수가 배열 또는 컬렉션의 요소의 타입이어야 한다. 타겟 요소를 매 반복마다 하나씩 순서대로 읽어서 변수에 저장후 블럭({})내에서 수행한다.

예시)

public static void main(String[] args) {
    String[] strings = new String[]{"catsbi", "pobi", "crong", "whiteship", "tobi"};

    for (String string : strings) {
        System.out.println("current string:" + string);
    }
}

while문

if문과 같이 조건식과 블럭만으로 이루어져있어서 간결하다. 다만, if문과는 다르게 while문은 조건식이 참(true)인동안 블럭내의 문장을 반복한다.

while(조건식) {
//조건식의 연산결과가 참(true)인 동안 실행될 코드
}

구조

  1. 조건식이 참일경우 블럭안으로 들어가고 거짓일경우 while 문을 벗어난다.
  2. 블럭{} 의 문장을 수행하고 다시 조건식으로 돌아간다.

예제코드
: 구구단

public static void main(String[] args) {
    int i = 2, j = 1;

    while (i <= 9) {
        while (j <= 9) {
            System.out.printf("%d x %d : %d%n", i, j, i * j);
            j++;
        }
        i++;
        j = 1;
    }
}

for문과 while문의 비교

: for문은 초기화, 조건식, 증감식을 한 곳에 모아놓았다는 것을 제외하면 while문과 다를게 없다. 그렇기에 서로 변환이 가능하다. 상황에 따라 초기화나 증감식이 필요하지 않은 경우 while문을 사용하고 그렇지 않으면 for문을 쓰면 될 것이다.

while문의 조건식은 생략불가

: 한가지 주의할 점은 for문과 달리 while문의 조건식은 생략할 수 없다.

while(){ //에러 발생. 조건식이 없음
	//수행될 코드
}

for(;;){ //조건식이 항상 참(true)
	//수행될 코드
}

while문의 조건식이 항상 참이 되도록 하려면 반드시 true를 넣어야함.

do-while문

while문의 변형인 do-while문은 기본적인 구조는 while문과 동일하지만 조건식과 블럭의 순서를 바꿔놓은 것으로, 기존의 while문과는 반대로 블럭을 먼저 수행후 조건식을 평가한다.
그렇기에 다른 반복문과는 다르게 최소 한 번은 수행될 것을 보장한다.

예제코드
:UpAndDown게임

public static void main(String[] args) {
    Scanner sc = new Scanner(System.in);
    int input = 0, answer = 0;
    answer = new Random().nextInt(10);

    do{
        System.out.println("1~10사이의 숫자를 입력해주세요.");
        input = Integer.parseInt(sc.nextLine());

        if (input > answer) {
            System.out.println("Down");
        } else if(input < answer) {
            System.out.println("Up");
        }

    }while (answer != input);
}

1~10사이의 정수값을 answer에 저장한 이후 사용자에게 값을 입력받아 UpAndDown을 하는 게임인데, 이처럼 최초에 1회 입력을 받아 비교해야하는 경우에는 do-while이 적합하다.

break문

선택문 부분에서 사용했던 break문을 반복문에서도 사용할 수 있다.
switch문과 같이 break문은 자신이 포함된 가장 가까운 반복문을 벗어난다. 그렇기에 보통 조건문(if)과 같이 사용되어 특정 조건을 만족하면 반복문을 벗어나도록 할 때 사용한다.

예제코드
: 변수 sum의 값이 100이되면 멈추는 반복문 구현

public static void main(String[] args) {
    int sum = 0, count = 0;

    while (true) {
        if (sum >= 100) {
            break;
        }
				count++;
        sum  += count;
    }

		System.out.printf("count:%d, sum:%d",count, sum);
}

: 반복문의 조건식은 true로 무한순회하며 sum에 후위증감하는 count를 계속해서 더해나간다.

continue문

continue문은 반복문 내에서만 사용되며, 반복이 진행되는 도중에 continue문을 만나면 반복문의 끝으로 이동하여 다음 반복으로 넘어간다. 즉 반복문을 벗어나기보단 해당 반복문을 패스한다고 보면 된다. for문의 경우 증감식으로 이동하며 while문과 do-while문은 조건식으로 이동한다. 반복문을 벗어나지 않고 다음 반복을 수행할 수 있기에 주로 if문과 함께 사용되어 특정 조건을 만족할 경우 continue문이 다음 코드를 수행하지 않고 다음 반복으로 넘어가서 진행하도록 한다.

예제코드
: 짝수만 출력하는 반복문(for)을 구현한다.

public static void main(String[] args) {
    for (int i = 1; i < 50; i++) {
        if (isOdd(i)) {
            continue;
        }
        System.out.println("value: " + i);
    }
}

private static boolean isOdd(int i) {
    return i % 2 == 1;
}

: i가 홀수인 경우 continue를 통해 해당 출력 코드를 패스하고 다음 반복을 수행한다.

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