java.lang

😊java.lang Package

자바에서 가장 기본적인 패키지로, 모든 자바 프로그램에 자동으로 포함되는 패키지임. 클래스를 작성할 때 클래스 상속을 명시하지 않았다면 클래스는 암시적으로 java.lang.Objet 클래스를 상속하게 됨. 즉, 자바의 모든 클래스는 Object 클래스의 자식이거나 자손 클래스임. Object 클래스는 자바의 최상위 부모 클래스에 해당됨.

😊Object Class

🍧객체 비교 (equals())

두 객체가 동일한 객체라면 true를 리턴하고 그렇지 않다면 false를 리턴함.

public boolean equals(Objet obj) { ``` }

😊Object.equals() vs String.equals()

용도 차이 : Object.equals()는 피비교대상자인 두 객체가 데이터가 동일하다는 것을 의미함 // String.equals()는 문자열이 동일한지 조사해서 같다면 true를 리턴하고, 그렇지 않다면 false를 리턴함.

가능한 이유 : String.equals()는 Object.equals()를 오버라이드하여 정의했기 때문임.

🍧객체 해시코드(hashCode())

객체를 식별할 하나의 정수값을 말함. Object.hashCode()는 객체의 메모리 번지를 이용해서 해시코드를 만들어 리턴하기 때문에 객체마다 다른 값을 가지고 있음.

즉, 해시코드 값이 다르면 다른 객체로 판단하고 해시코드 값이 같으면 equals() 메소드로 다시 비교함.

🍧객체 문자 정보 (toString())

Object 클래스의 toString() 메소드는 객체 문자 정보를 리턴함. 객체 문자 정보는 객체를 문자열로 표현한 값을 말함.

기본적으로 Object 클래스의 toString() 메소드는 "클래스명@16진수해시코드"로 구성된 문자정보를 리턴함.

보통 오버라이드 하여 사용함 + Lombok의 @ToString 사용

🍧객체 복제(clone())

원본 객체의 필드 값과 동일한 값을 가지는 새로운 객체를 생성하는 것을 말함. 객체를 복제하는 이유는 원본 객체를 안전하게 보호하기 위해서임. 신뢰하지 않는 영역으로 원본 객체를 넘겨 작업할 경우 원본 객체의 데이터가 훼손될 수 있기 때문임. 객체 복제는 얕은 복제와 깊은 복제가 있음.

🍧얕은 복제(thin clone)

단순히 필드값을 복사해서 새로운 객체를 만드는 것 즉, 필드값이 기본 타입일 경우 값 복사가 일어나고, 필드값이 참조 타입일 경우에는 객체의 번지가 복사됨. 필드값이 배열 타입인 경우에는 새로운 객체와 원본 객체가 같은 배열 객체를 참조함.

clone() 메소드를 사용하기 위해서는 원본 객체에서 java.lang.Cloneable 인터페이스를 구현해야함. 즉, 클래스 설계자가 Cloneable 인터페이스를 구현하지 않으면 복제를 허용하지 않는 다는 의미임. 만약 Clonealbe 인터페이스가 구현 안된 객체를 복사하려고 하면 CloneNotSupportedException 예외가 발생하여 복제가 실패함. 따라서 예외처리 필요함.

🍧깊은 복제(deep clone)

참조하고 있는 객체도 복제하는 것, 얕은 복제와 마찬가지로 Object.clone() 메소드를 오버라이드 하여 참조 객체를 복제하는 코드를 직접 작성해야함.

다음과 같은 방법을 가짐.

1. clone() 재정의

class Address implements Cloneable {
    String city;
    String street;

    public Address(String city, String street) {
        this.city = city;
        this.street = street;
    }

    @Override
    protected Object clone() throws CloneNotSupportedException {
        return super.clone();
    }
}

class Person implements Cloneable {
    String name;
    Address address;

    public Person(String name, Address address) {
        this.name = name;
        this.address = address;
    }

    @Override
    protected Object clone() throws CloneNotSupportedException {
        // 얕은 복제 수행
        Person cloned = (Person) super.clone();
        // 참조 타입 필드를 깊은 복제
        cloned.address = (Address) address.clone();
        return cloned;
    }
}

public class Main {
    public static void main(String[] args) throws CloneNotSupportedException {
        Address address = new Address("Seoul", "Gangnam");
        Person person1 = new Person("John", address);

        // 깊은 복제
        Person person2 = (Person) person1.clone();

        // 복제된 객체와 원본 객체의 독립성 확인
        person2.address.city = "Busan";
        System.out.println(person1.address.city); // Seoul
        System.out.println(person2.address.city); // Busan
    }
}

2. 직렬화(Serialization) 활용

import java.io.*;

class Address implements Serializable {
    String city;
    String street;

    public Address(String city, String street) {
        this.city = city;
        this.street = street;
    }
}

class Person implements Serializable {
    String name;
    Address address;

    public Person(String name, Address address) {
        this.name = name;
        this.address = address;
    }

    public Person deepCopy() throws IOException, ClassNotFoundException {
        // 직렬화
        ByteArrayOutputStream bos = new ByteArrayOutputStream();
        ObjectOutputStream oos = new ObjectOutputStream(bos);
        oos.writeObject(this);

        // 역직렬화
        ByteArrayInputStream bis = new ByteArrayInputStream(bos.toByteArray());
        ObjectInputStream ois = new ObjectInputStream(bis);
        return (Person) ois.readObject();
    }
}

public class Main {
    public static void main(String[] args) throws IOException, ClassNotFoundException {
        Address address = new Address("Seoul", "Gangnam");
        Person person1 = new Person("John", address);

        // 깊은 복제
        Person person2 = person1.deepCopy();

        // 복제된 객체와 원본 객체의 독립성 확인
        person2.address.city = "Busan";
        System.out.println(person1.address.city); // Seoul
        System.out.println(person2.address.city); // Busan
    }
}

3. 수동으로 복제 구현.

class Address {
    String city;
    String street;

    public Address(String city, String street) {
        this.city = city;
        this.street = street;
    }

    public Address deepCopy() {
        return new Address(this.city, this.street);
    }
}

class Person {
    String name;
    Address address;

    public Person(String name, Address address) {
        this.name = name;
        this.address = address;
    }

    public Person deepCopy() {
        return new Person(this.name, this.address.deepCopy());
    }
}

public class Main {
    public static void main(String[] args) {
        Address address = new Address("Seoul", "Gangnam");
        Person person1 = new Person("John", address);

        // 깊은 복제
        Person person2 = person1.deepCopy();

        // 복제된 객체와 원본 객체의 독립성 확인
        person2.address.city = "Busan";
        System.out.println(person1.address.city); // Seoul
        System.out.println(person2.address.city); // Busan
    }
}

😊System 클래스

자바는 운영체제 위에서 바로 실행되는 것이 아님 JVM 위에서 실행됨 따라서 운영체제의 모든 기능을 자바 코드로 직접 접근하기란 어려움. BUT 운영체제 기능 사용하고 싶다면 이때 사용하는 것이 java.lang.System 클래스임.

System 클래스의 모든 변수와 메소드는 정적 필드와 정적 메소드로 구성되어 있음.

🍧현재 시간 읽기(currentTimeMillis(), nanoTime())

System 클래스의 currentTimeMillis() 메소드(밀리세컨드 단위)와 nanoTime() 메소드(나노세컨드 단위)는 운영체제의 시계로부터 현재 시간을 읽어서 long값으로 리턴함.

long time = System.out.currentTimeMillis();
long time2 = System.out.nanoTime();

리턴 값은 주로 프로그램의 실행 소요 시간 측정에 사용됨. 즉, 프로그램 시작시에 시각을 읽고 프로그램이 끝날 때 시각을 읽어서 차이를 구하면 프로그램 실행 소요 시간이 나옴.

import java.io.*;
import java.util.*;
import java.util.stream.Collectors;

public class Main {

    public static void main(String[] args) {

        long time1 = System.nanoTime();


        int sum = 0;
        for (int i = 0; i < 100000; i++) {
            sum += i;
        }


        System.out.println("10000000까지의 합은 : " + sum);

        long time2 = System.nanoTime();
        System.out.println("프로그램 실행된 시각 : " + (time2 - time1) * 1e-9);


    }

}

🍧시스템 프로퍼티 읽기(getProperty())

JVM이 시작할 때 자동 설정 되는 시스템의 속성값을 말함. Java 프로그램 실행시킨 사용자 아이디, JVM의 버전, 운영체제에서 사용하는 파일 경로 구분자 등 ..

public class Main {
    public static void main(String[] args) {
        // 운영 체제 이름 가져오기
        String osName = System.getProperty("os.name");
        System.out.println("Operating System: " + osName);

        // 사용자 디렉토리 가져오기
        String userDir = System.getProperty("user.dir");
        System.out.println("User Directory: " + userDir);

        // Java 버전 가져오기
        String javaVersion = System.getProperty("java.version");
        System.out.println("Java Version: " + javaVersion);
    }
}

😊Class 클래스

자바는 클래스와 인터페이스의 메타 데이터를 java.lang 패키지에 소속된 Class 클래스로 관리함.

메타 데이터 : 클래스의 이름, 생성자 정보, 필드 정보, 메소드 정보를 말함.

🍧Class 객체 얻기(getClass(), forName())

프로그램에서 Class 객체를 얻기위해서는 Object 클래스가 갖고 있는 getClass() 메소드를 사용하면 됨.

getClass()는 해당 클래스로 객체를 생성했을 때만 사용할 수 있음.

Class clasz = obj.getClass();

Class는 생성자를 감추고 있기 때문에 new 연산자로 객체를 만들 수 없고, 정적 메소드인 forName()을 이용하면 객체 만들지 않고 바로 객체 가져올 수 있음. 즉, forName() 메소드는 클래스전체 이름을 매개값으로 받고 객체를 리턴함.

try{
	Class clazz = Class.forName(String className);

}

catch (ClassNotFoundException e){}

🍧리플렉션(getDeclaredConstructors(), getDeclaredFields(), getDeclaredMethods())

리플렉션 : Java 프로그래밍에서 런타임 시점에 프로그램의 구조(Class, Method, Field 등)를 분석하고 조작할 수 있는 기능

🍧동적 객체 생성(newInstance())

Class 객체를 활용(Class.forName())하여 new 연산자 사용하지 않아도 동적으로 객체를 생성 할 수 있음. 이 방법은 코드 작성 시에 클래스 이름을 결정할 수 없음.

newInstance() 메소드는 기본 생성자를 호출해서 객체를 생성하기 때문에 반드시 클래스에 기본 생성자가 존재해야함.

newInstance() 메소드의 리턴 타입은 Object임으로 이것을 원래 클래스 타입으로 변환해야만 메소드를 사용할 수 있음.

예시

// Action은 인터페이스임.
Class clasz = Class.forName("클래스 이름 삽입");
Action action = (Action) clasz.newInstance();
action.execute();

😊String 클래스

String 메소드

1. char charAt(int index)

매개변수에 주어진 인덱스의 문자열을 리턴함.

public class Main {
    public static void main(String[] args) {
        String str = "Hello";
        char ch = str.charAt(1); // 인덱스 1의 문자
        System.out.println(ch);  // 출력: e
    }
}

2. boolean equals(Object anObject)

자바는 문자열 리터럴이 동일하다면 동일한 String 객체를 참조하도록 되어있음. 따라서 문자를 비교할 때는 == 연산자를 사용하면 원치 않은 결과가 나올 수 있음.

리터럴 : 소스코드에 의해 정해진 고정된 값

new 연산자 사용해서 문자열 리터럴 만들었을 때 vs 그냥 선언과 동시에 문자열 리터럴 만들었을 때

String strvar1 ="손흥민";
String strvar2 = new String("손흥민");
if(strvar1 != strvar2)
	System.out.println("둘은 다른 객체를 참조합니다");

따라서 두 String 객체의 문자열 만을 비교하고 싶다면 ==연산자 대신에 equals() 메소드를 사용해야 함.

String strvar1 ="손흥민";
String strvar2 = new String("손흥민");
if(strvar1.equals(strvar2))
	System.out.println("손흥민!!!");

3. byte[] getByte[];

4. int indexOf(String str)

indexOf() 메소드는 주어진 문자열이 시작되는 인덱스를 리턴함.만약 주어진 문자열이 포함되어 있지 않으면 -1(int형 타입)을 리턴함

public class Main {
    public static void main(String[] args) {
        String str = "Hello World";
        int index = str.indexOf("World");
        System.out.println(index); // 출력: 6
    }
}

5. int length()

length() 메소드는 문자열의 길이(공백 포함한 문자의 수)를 리턴함.

public class Main {
    public static void main(String[] args) {
        String str = "Hello";
        int len = str.length();
        System.out.println(len); // 출력: 5
    }
}

6. replace(CharSequence target, CharSequence replacement)

replace()메소드는 첫 번째 매개값인 문자열을 찾아 두 번째 매개값인 문자열로 대치한 새로운 문자열을 생성하고 리턴함.

String oldStr = "자바 프로그래밍";
String newStr = oldStr.replace("자바", "JAVA");

7. toLowerCase() & toUpperCase()

toLowerCase() 메소드는 문자열을 모두 소문자로 바꾼 새로운 문자열을 생성한 후 리턴함.

toUpperCase() 메소드는 문자열을 모두 대문자로 바꾼 새로운 문자열을 생성한 후 리턴함.

String original = "Java Programming";
String lowercase = original.toLowerCase();
String uppercase = original.toUpperCase();

8. trim() & strip()

trim() 메소드는 문자열을 앞뒤 공백을 제거한 새로운 문자열을 생성하고 리턴함. 중간 공백은 제거하지 않음. 중간 공백 제거 원할 시에 문자열 분할 한뒤 중간 공백 제거할 것!. ASCII 공백만 처리함, 유니코드 공백은 남음

String oldStr = "    java programming ":
String newstr = oldStr.trim();

strip() 메소드는 문자열 양쪽에 있는 공백 문자를 제거함. trim()과 다른점은 유니코드 공백을 처리할 수 있는 기능을 제공함.

기본 사용법 :

String result = 문자열.strip();

앞 공백만 제거 (stripLeading()) / 뒤 공백만 제거(stripTrailing())

String text = "   앞쪽 공백 제거";
String result = text.stripLeading();
System.out.println(result);  // 출력: "앞쪽 공백 제거"

String text = "뒤쪽 공백 제거   ";
String result = text.stripTrailing();
System.out.println(result);  // 출력: "뒤쪽 공백 제거"

9. valueOf()

기본 타입의 값을 문자열로 변환하는 기능을 갖고 있음. String 클래스에는 매개 변수의 타입별로 valueOf() 메소드가 오버라이딩 되어있음.

String str1 = String.valueOf(10);

😊Wrapper 클래스

자바는 기본 타입(byte, int ,char, long, float, double, boolean)의 값을 갖는 객체를 생성할 수 있음. 이런 객체를 Wrapper 객체라고 함. 직관적으로 생각하면 기본 타입의 값을 안에 두고 포장한다고 생각하면 됨. 기본 타입 값은 외부에서 변경할 수 없음.

문자열을 기본 타입 값으로 변환할 때 많이 사용함.

Wrapper 클래스는 "parse+기본타입"명으로 되어있는 정적 메소드가 있음.

int num = Integer.parseInt("1000");
// 다음과 같이 문자열에서 기본 타입 값인 int로 변환함.

Boxing : 기본 타입의 값을 포장 객체로 만드는 과정

1. 생성자 이용

Byte obj = new Byte(10);
Byte obj = new Byte("10"); // 문자열을 주는 경우
Integer obj = new Integer("1000"); // 문자열을 주는 경우

2. valueOf 사용

Integer obj = Integer.valueOf("1000");
Integer obj = Integer.valueOf(1000);

Unboxing : 포장 객체에서 기본 타입의 값을 얻어내는 과정

"기본 타입명 + Value()" 메소드를 호출

int num = obj.intValue();

🍧자동 박싱

List<Integer> list = new ArrayList<Integer>();
list.add(200);

🍧포장 값 비교

포장 객체는 내부의 값을 비교하기 위해 ==와 != 연산자를 사용할 수 없음. ==와 != 연산자는 내부의 값을 비교하는 것이 아니라 객체의 참조를 비교하는 것이기 때문임.

내부의 값만 비교할 것이라면 언박싱한 뒤에 언박싱 값을 얻어서 비교해야함.

😊Math 클래스

수학 계산에 사용 할 수 있는 메소드를 제공함. Math 클래스 내부 메소드는 전부다 정적 메소드임.

🍧Math.random() 메소드

Math.random()메소드는 0.0 <= Math.random() < 1.0 사이의 범위에 속하는 하나의 double 타입의 값을 리턴함.

주사위 번호 뽑기 난수 생성

int num = (int) (Math.random() * 6) + 1; 

로또 번호 뽑기 난수 생성

int num = (int) (Math.random() * 45) + 1;