12) 입출력

12-1) 콘솔 입력

• 입출력 방식 중 콘솔 입력 방법

System.in.read()
InputStreamReader reader = …
BufferedReader br = …
Scanner …

12-2) 콘솔 출력

• 입출력 방식 중 콘솔 출력 방법

System.out.println(…);
System.out.print(…);
System.out.printf(…);

코드

import java.io.BufferedReader;
import java.io.IOException;
import java.io.InputStreamReader;
import java.util.Scanner;

public class Main {

// referInputStream() 안에 있는 것은 지금은 잘 사용안하지만 알아두면 좋은 것들
    public static void referInputStream() throws IOException {
//      System.in
        System.out.println("== System.in ==");
        System.out.print("입력: ");
        int a = System.in.read() - '0';
        System.out.println("a = " + a);
        System.in.read(new byte[System.in.available()]);

//      InputStreamReader
        System.out.println("== InputStreamReader ==");
        InputStreamReader reader = new InputStreamReader(System.in);
        char[] c = new char[3];
        System.out.print("입력: ");
        reader.read(c);
        System.out.println(c);

//      BufferedReader
        System.out.println("== BufferedReader ==");
        BufferedReader br = new BufferedReader(new InputStreamReader(System.in));
        System.out.print("입력: ");
        String s1 = br.readLine();
        System.out.println("s1 = " + s1);
    }

// 많이 사용되는 방식
    public static void main(String[] args) throws IOException {

//      1. 입력
//      1-1. 다른 입력 방식 참고
//        referInputStream();

//      1-2. Scanner
        System.out.println("== Scanner ==");
        System.out.print("입력1: ");
        Scanner sc = new Scanner(System.in);
        System.out.println(sc.next());
        sc.nextLine();

        System.out.print("입력2: ");
        System.out.println(sc.nextInt()); // int값만 입력 가능
        sc.nextLine();

        System.out.print("입력3: ");
        System.out.println(sc.nextLine()); // 자유자재로 데이터 읽어서 쓸 수 있음


//      참고) 정수, 문자열 변환
        int num = Integer.parseInt("12345");
        String str = Integer.toString(12345);
        
//      2. 출력
        System.out.println("== 출력 ==");
        System.out.println("Hello");
        System.out.println("World!");

        System.out.print("Hello ");
        System.out.print("World!");

        System.out.printf("Hello ");
        System.out.printf("World!");
        System.out.println();

        String s = "자바";
        int number = 3;

        System.out.println(s + "는 언어 선호도 " + number + "위 입니다.");
        System.out.printf("%s는 언어 선호도 %d위 입니다.\n", s, number);

        System.out.printf("%d\n", 10);
        System.out.printf("%o\n", 10);
        System.out.printf("%x\n", 10);

        System.out.printf("%f\n", 5.2f);
        
        System.out.printf("%c\n", 'A');
        System.out.printf("%s\n", "안녕하세요");

        System.out.printf("%5d\n", 123); // 5자리 공간 확보하고 내용 출력
        System.out.printf("%5d\n", 1234);
        System.out.printf("%5d\n", 12345);

        System.out.printf("%.2f\n", 1.126123f); // 소수점 2자리까지 반올림
    }
}

12-3) 파일 출력

• 입출력 방식 중 파일로 출력하는 방법

FileOutputStream …
FileWriter …
PrintWriter …

12-4) 파일 입력

• 입출력 방식 중 파일로부터 입력 받는 방법

FileInputStream …
BufferedReader … // 많이 사용

코드1

import java.io.*;

public class Main {

    public static void main(String[] args) throws IOException {
//      1. 파일 쓰기
//      FileWriter
        FileWriter fw = new FileWriter("./memo.txt");
        String memo = "헤드 라인\n";
        fw.write(memo);

        memo = "1월 1일 날씨 맑음\n";
        fw.write(memo);
        fw.close();

//      PrintWriter
        PrintWriter pw = new PrintWriter("./memo.txt");
        memo = "헤드 라인";
        pw.println(memo);
        memo = "1월 1일 날씨 맑음";
        pw.println(memo);
        pw.close();

        FileWriter fw2 = new FileWriter("./memo.txt", true); // true 입력하면 이어쓰기가 됨
        memo = "1월 2일 날씨 완전 맑음\n";
        fw2.write(memo);
        fw2.close();

        PrintWriter pw2 = new PrintWriter(new FileWriter("./memo.txt", true)); // 이어쓰기
        memo = "1월 3일 날씨 또 맑음!";
        pw2.println(memo);
        pw2.close();


//      2. 파일 입력
        BufferedReader br = new BufferedReader(new FileReader("./memo.txt"));
        while (true) {
            String line = br.readLine(); // 데이터 한줄씩 읽어오기
            if (line == null) {
                break;
            }
            System.out.println(line);
        }
        br.close();

    }
}

코드2

// Practice
// JamesArthurGosling.txt 파일을 읽은 후 원하는 단어 변경하여 새로 저장해보자.

import java.io.BufferedReader;
import java.io.FileReader;
import java.io.FileWriter;
import java.io.IOException;
import java.util.Scanner;

public class Practice {
    public static void main(String[] args) throws IOException {
        String inputFile = "./JamesArthurGosling.txt";
        String outputFile = "./JamesArthurGosling_edit.txt";

        // 찾을 단어 / 변경 단어 입력 받기
        System.out.print("찾을 단어: ");
        Scanner sc = new Scanner(System.in);
        String find = sc.nextLine();
        System.out.print("변경 단어: ");
        String to = sc.nextLine();

        // 파일 읽기, 변경 및 저장
        BufferedReader br = new BufferedReader(new FileReader(inputFile));
        FileWriter fw = new FileWriter(outputFile);

        while (true) {
            String line = br.readLine();
            if (line == null) {
                break;
            }
            String newLine = line.replace(find, to); // 변경 내용
            fw.write(newLine + '\n');
        }
        br.close();
        fw.close();
    }
}

13) 예외 (Exception)

13-1) 정의

• 정상적이지 않은 Case
  • 배열의 인덱스 초과
  • 없는 파일 열기
  • …
  • 0으로 나누기 int a = 1 / 0;
    

13-2) 예외 처리 (Exception Handling)

• 정상적이지 않은 Case에 대한 적절한 처리 방법
  

13-3) finally

• 예외 발생 여부와 관계없이 항상 실행되는 부분

try {
	예외가 발생할 수도 있는 부분;
} catch (예외 case 1) {
	예외 case1이 발생해야 실행되는 부분;
} finally {
	항상 실행되는 부분;
}

13-4) throw, throws

• throw: 예외를 발생 시킴
• throws: 예외를 전가 시킴

… 함수이름 () {
	throw new Exception();
}

… 함수이름() throws Exception {
	…
}

코드1

// Java 프로그래밍 - 예외 처리

import java.io.BufferedReader;
import java.io.FileReader;
import java.io.IOException;

class NotTenException extends RuntimeException {}

public class Main {

    public static boolean checkTen(int ten) {
        if (ten != 10) {
            return false;
        }

        return true;
    }

    public static boolean checkTenWithException(int ten) {
        try {
            if (ten != 10) {
                throw new NotTenException(); // 예외를 여기서 처리하는게 아니라 밖으로 보냄
            }
        } catch (NotTenException e) {
            System.out.println("e = " + e);
            return false;
        }

        return true;
    }

    public static boolean checkTenWithThrows(int ten) throws NotTenException {
        if (ten != 10) {
            throw new NotTenException();
        }

        return true;
    }

    public static void main(String[] args) throws IOException {

//      1. 예외
//      1-1. 0으로 나누기
        System.out.println("== 0으로 나누기 ==");
//      int a = 5 / 0;

        int a = 0;
        try {
            a = 5 / 0;
        } catch (ArithmeticException e) {
            System.out.println("0으로 나누기 예외 발생");
            System.out.println("e = " + e);
        } finally {
            System.out.println("1-1 연습 종료");
        }

//      1-2. 배열 인덱스 초과
        System.out.println("== 배열 인덱스 초과 ==");
        int[] b = new int[4];
//        b[4] = 1;

        try {
            b[4] = 1;
        } catch (ArrayIndexOutOfBoundsException e) {
            System.out.println("인덱스 초과!");
            System.out.println("e = " + e);
        }
        
//      1-3. 없는 파일 열기
        System.out.println("== 없는 파일 열기 ==");
//        BufferedReader br = new BufferedReader(new FileReader("abc.txt"));


//      2. throw, throws
        System.out.println("== checkTen ==");
        boolean checkResult = Main.checkTen(10);
        System.out.println("checkResult = " + checkResult);

        System.out.println("== checkTenWithException ==");
        checkResult = checkTenWithException(5);
        System.out.println("checkResult = " + checkResult);

        System.out.println("== checkTenWithThrows ==");
        try {
            checkResult = checkTenWithThrows(5);
        } catch (NotTenException e) {
            System.out.println("e = " + e);
        }
        System.out.println("checkResult = " + checkResult);
    }
}

14) 컬렉션 프레임워크 (Collection Framework)

14-1) 정의

• 여러 데이터를 편리하게 관리할 수 있게 만들어 놓은 것
  • 자료 구조 및 알고리즘을 구조화
• 대표 인터페이스
  • List 인터페이스, Set 인터페이스, Map 인터페이스
    

14-2) List 인터페이스

• 순서가 있는 데이터의 집합
• 데이터 중복 허용
• 대표 구현 클래스
  • ArrayList
  • LinkedList
  • Vector

ArrayList list1 = new ArrayList();
LinkedList list2 = new LinkedList();
Vector v = new Vector();

14-3) Set 인터페이스

• 순서가 없는 데이터의 집합
• 데이터의 중복 허용 하지 않음
• 대표 구현 클래스
  • HashSet
  • TreeSet

HashSet set1 = new HashSet();
TreeSet set2 = new TreeSet();

14-4) Map 인터페이스

• 키와 값의 쌍으로 이루어진 데이터 집합
• 순서를 유지 하지 않음
• 대표 구현 클래스
  • HashMap
  • TreeMap

HashMap map1 = new HashMap();
TreeMap = map2 = new TreeMap();

코드1

import java.util.*;

public class Main {

    public static void main(String[] args) {

//      1. List
//        1-1. ArrayList
        ArrayList list1 = new ArrayList();
        list1.add(1);
        list1.add(2);
        list1.add(3);
        System.out.println("list1 = " + list1); // 결과 : list1 = [1, 2, 3]
        list1.remove(Integer.valueOf(2));
        System.out.println("list1 = " + list1); // 결과 : list1 = [1, 3]
        list1.add(0, 10);
        System.out.println("list1 = " + list1); // 결과 : list1 = [10, 1, 3]
        System.out.println("list1.size() = " + list1.size()); // 결과 : list1.size() = 3
        System.out.println("list1.contains(1) = " + list1.contains(1)); // 결과 : list1.contains(1) = true
        System.out.println("list1.indexOf(10) = " + list1.indexOf(10)); // 결과 : list1.indexOf(10) = 0

//      1-2. LinkedList
        System.out.println("== LinkedList ==");
        LinkedList list2 = new LinkedList();
        list2.add(1);
        list2.add(2);
        list2.add(3);
        System.out.println("list2 = " + list2); // 결과 : list2 = [1, 2, 3]
        list2.addFirst(10);
        list2.addLast(20);
        System.out.println("list2 = " + list2); // 결과 : list2 = [10, 1, 2, 3, 20]
        list2.remove(Integer.valueOf(1));
        System.out.println("list2 = " + list2); // 결과 : list2 = [10, 2, 3, 20]
        list2.removeFirst();
        list2.removeLast();
        System.out.println("list2 = " + list2); // 결과 : list2 = [2, 3]
        System.out.println("list2.size() = " + list2.size()); // 결과 : list2.size() = 2


//      2. Set
//      2-1. HashSet
        System.out.println("== HashSet ==");
        HashSet set1 = new HashSet();
        set1.add(1);
        set1.add(2);
        set1.add(3);
        System.out.println("set1 = " + set1); // 결과 : set1 = [1, 2, 3]
        set1.remove(1);
        System.out.println("set1 = " + set1); // 결과 : set1 = [2, 3]
        set1.add(2);
        set1.add(3);
        System.out.println("set1 = " + set1); // 결과 : set1 = [2, 3]
        System.out.println("set1.size() = " + set1.size()); // 결과 : set1.size() = 2
        System.out.println("set1.contains(2) = " + set1.contains(2)); // 결과 : set1.contains(2) = true

//      2-2. TreeSet
        System.out.println("== TreeSet ==");
        TreeSet set2 = new TreeSet();
        set2.add(1);
        set2.add(2);
        set2.add(3);
        System.out.println("set2 = " + set2); // 결과 : set2 = [1, 2, 3]
        set2.remove(2);
        System.out.println("set2 = " + set2); // 결과 : set2 = [1, 3]
        set2.clear();
        System.out.println("set2 = " + set2); // 결과 : set2 = []
        set2.add(10);
        set2.add(5);
        set2.add(15);
        set2.add(15);
        System.out.println("set2 = " + set2); // 결과 : set2 = [5, 10, 15]
        System.out.println("set2.first() = " + set2.first()); // 결과 : set2.first() = 5
        System.out.println("set2.last() = " + set2.last()); // 결과 : set2.last() = 15
        System.out.println("set2.lower(10) = " + set2.lower(10)); // 결과 : set2.lower(10) = 5
        System.out.println("set2.higher(10) = " + set2.higher(10)); // 결과 : set2.higher(10) = 15


//      3. Map
//      3-1. HashMap
        System.out.println("== HashMap ==");
        HashMap map1 = new HashMap();
        map1.put(1, "kiwi");
        map1.put(2, "apple");
        map1.put(3, "mango");
        System.out.println("map1 = " + map1); // 결과 : map1 = {1=kiwi, 2=apple, 3=mango}
        
        map1.remove(2);
        System.out.println("map1 = " + map1); // 결과 : map1 = {1=kiwi, 3=mango}
        System.out.println("map1.get(1) = " + map1.get(1)); // 결과 : map1.get(1) = kiwi

//      3-2. TreeMap
        System.out.println("== TreeMap ==");
        TreeMap map2 = new TreeMap();
        map2.put(10, "kiwi");
        map2.put(5, "apple");
        map2.put(15, "mango");
        System.out.println("map2 = " + map2); // 결과 : map2 = {5=apple, 10=kiwi, 15=mango}

        System.out.println("map2.firstEntry() = " + map2.firstEntry()); // 결과 : map2.firstEntry() = 5=apple
        System.out.println("map2.firstKey() = " + map2.firstKey()); // 결과 : map2.firstKey() = 5
        System.out.println("map2.lastEntry() = " + map2.lastEntry()); // 결과 : map2.lastEntry() = 15=mango
        System.out.println("map2.lastKey() = " + map2.lastKey()); // 결과 : map2.lastKey() = 15
        System.out.println("map2.lowerEntry(10) = " + map2.lowerEntry(10)); // 결과 : map2.lowerEntry(10) = 5=apple
        System.out.println("map2.higherEntry(10) = " + map2.higherEntry(10)); // 결과 : map2.higherEntry(10) = 15=mango
    }
}

코드2

import java.util.*;

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

        HashSet set = new HashSet();

        for (int i = 0; set.size() < 6; i++) {
            int num = (int)(Math.random() * 45) + 1;
            set.add(num);
        }

        LinkedList list = new LinkedList(set);
        Collections.sort(list);
        System.out.println("로또 번호: " + list);
    }
}

15) 람다식

15-1) 람다 표현식 (Lambda Expression)

• 메소드 대신 하나의 식으로 표현하는 것
• 익명 함수 (Anonymous function)
  

15-2) 람다식 장점

• 일반적으로 코드가 간결해짐
• 코드 가독성이 높아짐
• 생산성이 높아짐

15-3) 람다식 단점

• 재사용이 불가능 (익명)
• 디버깅 어려움
• 재귀함수로는 맞지 않음

코드1

interface ComputeTool {
    public abstract int compute(int x, int y);

//    public abstract int compute2(int x, int y);
}


public class Main {

    public static void main(String[] args) {
		//일반적인 함수
        ComputeTool cTool1 = new ComputeTool() {
            @Override
            public int compute(int x, int y) {
                return x + y;
            }
        };
        System.out.println(cTool1.compute(1, 2));

        
        // 람다식
        ComputeTool cTool2 = (x, y) -> { return x + y; };
        System.out.println(cTool2.compute(1, 2));
    }
}

인터페이스에 추상메소드가 두개인 경우 익명클래스는 오버라이딩하면 되는데 람다식의 경우 사용이 제한됨

코드2

interface CompareTool {
    public abstract int getMaxNum(int num1, int num2);
}

public class Practice {
    public static void main(String[] args) {
        // Test code
        CompareTool cTool = new CompareTool() {
            @Override
            public int getMaxNum(int num1, int num2) {
                return num1 > num2? num1 : num2;
            }
        };
        System.out.println(cTool.getMaxNum(10, 11));


        // 람다식으로 작성
        CompareTool cTool2 = (num1, num2) -> { return num1 > num2? num1 : num2; };
        System.out.println(cTool2.getMaxNum(10, 11));
    }
}

16) 스트림

16-1) 정의

• 배열, 컬렉션 등의 데이터를 하나씩 참조하여 처리 가능한 기능
• for문의 사용을 줄여 코드를 간결하게 함
• 스트림은 크게 3가지로 구성
  • Stream 생성
  • 중개 연산
  • 최종 연산
데이터소스객체.Stream생성().중개연산().최종연산();

16-2) 스트림 생성

• 배열 스트림
  String[] arr = new String[]{"a", "b", "c"};
Stream stream = Arrays.stream(arr);

• 컬렉션 스트림
  ArrayList list = new ArrayList(Arrays.asList(1, 2, 3));
Stream stream = list.stream();

16-3) 스트림 중개연산

• Filtering
  • filter 내부 조건에 참인 요소들을 추출
    IntStream intStream = IntStream.range(1, 10).filter(n -> n % 2 == 0);
• Mapping
  • map 안의 연산을 요소별로 수행
    IntStream intStream = IntStream.range(1, 10).map(n -> n + 1);

16-4) 스트림 최종연산

• Sum, Average
  IntStream.range(1, 5).sum()
IntStream.range(1, 5).average().getAsDouble()
• min, max
  IntStream.range(1, 5).min().getAsInt();
IntStream.range(1, 5).max().getAsInt();

코드1

public class Main {

    public static void main(String[] args) {

//      1. 스트림 생성

//      1-1. 배열 스트림
        System.out.println("== 배열 스트림 == ");
        String[] arr = new String[]{"a", "b", "c"};

        System.out.println("== fori ==");
        for (int i = 0; i < arr.length; i++) {
            System.out.println(arr[i]);
        }

        System.out.println("== forEach ==");
        for (String item: arr) {
            System.out.println(item);
        }
        
		// 스트림으로 바꿔서 출력
        System.out.println("== Stream ==");
        Stream stream1 = Arrays.stream(arr);
        stream1.forEach(System.out::println);

//      1-2. 컬렉션 스트림
        System.out.println("== 컬렉션 스트림 ==");
        ArrayList list1 = new ArrayList(Arrays.asList(1, 2, 3));
        System.out.println("list1 = " + list1);

        Stream stream2 = list1.stream();
        stream2.forEach(System.out::println);
//        stream2.forEach(num -> System.out.println("num = " + num));

//      1-3. 스트림 builder
        System.out.println("== 스트림 builder ==");
        Stream streamBuild = Stream.builder().add("a").add("b").add("c").build();
        streamBuild.forEach(System.out::println);


//      1-4. 스트림 generate
        System.out.println("== 스트림 generate ==");
        Stream streamGenerate = Stream.generate( () -> "abc" ).limit(3);
        streamGenerate.forEach(System.out::println);


//      1-5. 스트림 iterate
        System.out.println("== 스트림 iterate ==");
        Stream streamIterate = Stream.iterate(10, n -> n * 2).limit(3);
        streamIterate.forEach(System.out::println);


//      1-6. 기본 타입 스트림
        System.out.println("== 기본타입 스트림 ==");
        IntStream intStream = IntStream.range(1, 5);
        intStream.forEach(System.out::println);


//      2. 스트림 중개 연산

//      2-1. Filtering
        System.out.println("== Filtering ==");
        IntStream intStream2 = IntStream.range(1, 10).filter(n -> n % 2 == 0);
        intStream2.forEach(System.out::println);

//      2-2. Mapping
        System.out.println("== Mapping ==");
        IntStream intStream3 = IntStream.range(1, 10).map(n -> n + 1);
        intStream3.forEach(n -> System.out.print(n + " "));
        System.out.println();

//      2-3. Sorting
        System.out.println("== Sorting ==");
        IntStream intStream4 = IntStream.builder().add(5).add(1).add(3).add(4).add(2).build();
        IntStream intStreamSort = intStream4.sorted();
        intStreamSort.forEach(System.out::println);


//      3. 최종 연산

//      3-1. Sum, Average
        System.out.println("== sum, average ==");
        int sum = IntStream.range(1, 5).sum();
        double average = IntStream.range(1, 5).average().getAsDouble();

        System.out.println(sum);
        System.out.println(average);


//      3-2. Min, Max
        System.out.println("== min, max ==");
        int min = IntStream.range(1, 5).min().getAsInt();
        int max = IntStream.range(1, 5).max().getAsInt();
        System.out.println(min);
        System.out.println(max);


//      3-3. reduce
        System.out.println("== reduce ==");
        Stream<Integer> stream3 = new ArrayList(Arrays.asList(1, 2, 3, 4, 5)).stream();
        System.out.println(stream3.reduce((x, y) -> x + y).get());


//      3-4. forEach
        System.out.println("== forEach == ");
        IntStream.range(1, 10).filter(n -> n == 5).forEach(System.out::println);

    }
}

코드2

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

        // 예제: 1~10 숫자 중 짝수 들의 합
        int[] arr = {1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10};
        int sum = 0;

        for (int num: arr) {
            if (num % 2 == 0) {
                sum += num;
            }
        }
        System.out.println("sum = " + sum);

        // 스트림으로 구현
        int sum2 = IntStream.range(1, 11).filter(x -> x % 2 == 0).sum();
        System.out.println("sum2 = " + sum2);

    }
}