java.lang 패키지

참고
자바의 정석
https://pridiot.tistory.com/60

java.lang 패키지

java.lang 패키지는 자바 프로그래밍을 하면서 가장 기초가 되는 클래스들을 포함하고 있다. 그래서 우리가 String 클래스나 System 클래스들을 import문 없이 사용할 수 있었던 것이다.

Object 클래스

Object 클래스는 모든 클래스의 가장 상위 클래스이기 때문에 Object 클래스의 모든 멤버들을 다른 클래스에서 사용이 가능하다.

Object 클래스의 메서드	설 명
protected Object clone()	객체 자신의 복사본을 반환한다.
public boolean equals(Object obj)	객체 자신과 객체 obj가 같은 객체인지 알려준다. (같으면 true)
protected void finalize()	객체가 소멸될 때 가비지 컬렉터에 의해 자동적으로 호출된다. 이 때 수행되어야하는 코드가 있을 때 오버라이딩 한다. (거의 사용안함)
public Class getClass()	객체 자신의 클래스 정보를 담고 있는 Class 인스턴스를 반환한다.
public int hashCode()	객체 자신의 해시코드를 반환한다.
public String toString()	객체 자신의 정보를 문자열로 반환한다.
public void notify()	객체 자신을 사용하려고 기다리는 쓰레드를 하나만 깨운다.
public void notifyAll()	객체 자신을 사용하려고 기다리는 모든 쓰레드를 깨운다.
public void wait() public void wait(long timeout) public void wait(long timeout, int nanos)	다른 쓰레드가 notify()나 notifyAll()을 호출할 때 까지 현재 쓰레드를 무한히 또는 지정된 시간동안 기다리게 한다. (timeout은 1/1000초, nanos는 1/10^9초이다.)

Object 클래스는 멤버변수는 없고 오직 11개의 메서드만 존재한다. 이 메서들은 모든 인스턴스들이 가져야할 기본적인 기능들이다.

equals(Object obj)

equals 메서드는 객체의 참조변수를 매개변수로 받아서 비교하여 그 결과를 boolean 값으로 알려주는 역할을 한다. 아래의 코드는 euqals 메서드의 실제 구현 내용이다.

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

위의 코드를 확인해보면 두 객체의 같고 다름을 참조변수의 값으로 판단한다.

Object 클래스로부터 상속받은 equals 메서드는 결국 두 개의 참조변수가 같은 객체를 참조하는지 확인하는 메서드이다. 이런 equals 메서드를 참조변수로 비교를 말고 저장하고 있는 멤버의 값으로 비교하고 싶다면 오버라이딩을 하면 된다.

String 클래스 역시 Object 클래스의 equals 메서드를 오버라이딩한 것으로 문자열이 같으면 true를 반환하게 하였다. 그래서 우리가 String 클래스 비교연산자를 써서 활용을 할 수 있었던 것이다.

💡 참조
String 클래스뿐만 아니라 Date, File, wrapper 클래스들 (Integer, Long, Double등)의 equals 메서드도 주소 값이 아닌 내용을 비교하도록 오버라이딩을 하였다. 하지만 StringBuffer 클래스는 equals 메서드가 오버라이딩이 되어있지 않다.

hashCode()

이 메서드는 해싱기법에서 사용되는 해시함수를 사용한 것이다. 해시함수는 찾고자 하는 값을 입력하면, 그 값이 저장된 해시코드를 반환한다. 일반적으로는 해시코드가 같은 두 객체가 존재할 수 있지만, Object 클래스에 정의된 hashCode 메서드는 객체 주소 값을 통하여 해시코드를 생성하기 때문에 해시코드가 같은 객체는 존재하지 않는다.
위에서 살펴보듯이 객체의 주소 값이 아닌 실제 저장되어 있는 멤버의 값으로 비교를 할려면 equals 메서드 뿐만 아니라 hashCode 메서드도 적절히 오버라이딩 해야 한다. 같은 객체면 hashCode 값도 같아야 하기 때문이다.

String 클래스는 문자열의 내용이 같으면 동일한 해시코드를 반환하도록 hashCode 메서드를 오버라이딩 하였기에 같은 문자열이면 같은 해시코드가 반환된다. 만약 원래의 hashCode를 알고 싶다면 System.identityHashCode(Object x)를 사용하여 알 수 있다.

System.identityHashCode(Object x)의 호출 결과는 실행 할 때마다 달라질 수 있다.

toString()

이 메서드는 인스턴스에 대한 정보를 문자열로 제공할 목적으로 정의한 것이다. 여기서 인스턴스 정보라는 것은 대부분 인스턴스 변수에 저장된 값들을 문자열로 표현한다는 의미이다. 구현 코드는 아래와 같다.

public String toString() {
	return getClass().getName() + "@" + Integer.toHexString(hashCode());
}

클래스를 작성할 때 toString()을 오버라이딩 하지 않으면 위의 코드와 같은 문자열이 반환될 것이다. 즉, full packageName + @ + 해시코드값이 반환될 것이다.

String 클래스의 toString()은 String 인스턴스가 가지고 있는 문자열을 반환하도록 오버라이딩되어 있고, Date 클래스같은 경우 Date 인스턴스가 갖고 있는 날짜와 시간을 문자열로 변환되어 반환하도록 오버라이딩되어 있다.

이처럼 toString()은 일반적으로 인스턴스나 클래스에 다한 정보 또는 인스턴스 변수들의 값을 문자열로 변환하여 반환하도록 하는 것이 보통이다.

clone()

이 메서드는 자신을 복제하여 새로운 인스턴스를 생성하는 일을 한다.
어떤 인스턴스에 대해 작업을 할 때, 원래의 인스턴스는 보존하고 clone 메서드를 이용해서 새로운 인스턴스를 생성하여 작업을 하면 작업이전의 값이 보존되므로 작업에 실패해서 원래의 상태로 되돌리거나 변경되기 전의 값을 참고하는데 도움이 된다.

Object 클래스에 정의된 clone()은 단순히 인스턴스의 변수 값만 복사하기 때문에 참조타입의 인스턴스 변수가 있는 클래스는 완전한 인스턴스 복제가 이루어지지 않는다.

예를 들면 배열의 경우 복제된 배열도 같은 배열의 주소를 갖기 때문에 복제된 배열에서 작업이 이루어지면 원래의 배열에도 영향을 끼친다.

Cloneable 인터페이스를 구현한 클래스에서만 clone()을 호출할 수 있다. 이 인터페이스를 구현하지 않고 clone 메서드를 호출하면 예외가 발생한다.

clone 메서드를 사용하려면 먼저 복제할 클래스가 Cloneable 인터페이스를 구현해야 하고, clone 메서드를 오버라이딩하면서 접근 제어자를 protected에서 public으로 변경한다. 그래야 상속관계가 없는 다른 클래스에서 clone 메서드를 호출 할 수 있다. clone 메서드의 구현내용은 아래와 같다.

public class Object {
	protected native Object clone() throws CloneNotSupportedException;
}

Cloneable 인터페이스를 구현한 클래스의 인스턴스만 clone()을 통한 복제가 가능한데 그 이유는 인터페이스의 데이터를 보호하기 위해서이다. 즉, Cloneable 인터페이스를 구현한 클래스라는 것은 클래스 작성자가 복제를 허용한다는 의미이다.

공변 반환타입

JDK1.5부터 공변 반환타입이라는 것이 추가되었는데, 이 기능은 오버라이딩할 때 상위 메서드의 반환타입을 하위 클래스의 타입으로 변경을 허용하는 것이다. 어떤 말인지 이해를 못할것 같으니 코드를 보자.

public Point clone() {
	Object obj = null;
    
    try {
    	obj = super.clone();
    } catch (CloneNotSupportedException e) {
    	e.printStackTrace();
    }
    
    return (Point) obj;
}

위의 코드를 보면 Object 클래스에 정의된 clone 메서드를 오버라이딩하였는데 공변타입으로 하여 반환타입을 하위클래스 타입으로 하였다. 이렇게 공변 반환타입을 사용하면 상위의 타입이 아닌, 실제로 반환되는 하위 인스턴스의 타입으로 반환할 수 있어서 번거로운 형변환이 줄어든다는 장점이 있다.

배열을 clone 메서드를 사용할 수 있지만 System.arraycopy() 를 사용할 수 있다. System.arraycopy()를 사용할때는 먼저 복사할려는 배열과 같은 길이의 배열이 있어야한다.

얕은 복사와 깊은 복사

clone()은 단순히 객체에 저장된 값을 그대로 복사할 뿐, 객체가 참조하고 있는 객체까지는 복제하지 않는다. 즉, 복사할 클래스의 멤버로 다른 참조변수가 선언되어 있으면 그 참조변수는 제대로 복제가 되질 않는다. 즉, 완벽한 복제라고 볼 수 없다. 이러한 복제를 '얕은 복사'라고 한다. 얕은 복사같은 경우에는 원본을 변경하면 복사본도 변경이 된다. 반면에 원본이 참조하고 있는 객체까지 복제하는 것을 '깊은 복사'라고 하며, 깊은 복사에서는 원본과 복사본이 서로 다른 객체를 참조하기 때문에 원본의 변경이 복사본에 영향을 미치지 않는다.

getClass()

이 메서드는 자신이 속한 클래스의 Class 객체를 반환하는 메서드이다. 구현내용은 아래와 같다.

public final class Class implements ... {
	...
}

Class 객체는 클래스의 모든 정보를 담고 있으며, 클래스 당 1개만 존재한다. 그리고 클래스 파일이 클래스 로더에 의해 메모리에 올라갈 때, 자동으로 생성된다.

클래스 로더는 실행 시에 필요한 클래스를 동적으로 메모리에 로드하는 역할을 한다. 먼저 기존에 생성된 클래스 객체가 메모리에 존재하는지 확인하고, 있으면 객체의 참조를 반환하고 없으면 클래스 패스에 지정된 경로를 따라서 클래스 파일을 찾는다. 못 찾으면, ClassNotFoundException이 발생하고, 찾으면 해당 클래스 파일을 읽어서 Class 객체로 변환한다.

Class 객체를 얻는 방법

Class 객체를 얻는 방법은 아래와 같다.

Class cObj = new Card().getClass(); // 생성된 객체로 얻는 방법
Class cObj = Card.class; // 클래스 리터럴로부터 얻는 방법
Class cObj = Class.forName("Card"); // 클래스 이름으로부터 얻는 방법

특히 forName()은 특정 클래스 파일을 메모리에 올릴 때 주로 사용한다.
Class 객체를 이용하려면, 클래스에 정의된 멤버의 이름이나 개수 등, 클래스에 대한 모든 정보를 얻을 수 있기 때문에 Class 객체를 통해서 객체를 생성하고 메서드를 호출하는 등 보다 동적인 코드를 작성할 수 있다.

reflection programming

• Class 클래스로부터 객체의 정보를 가져와 프로그래밍하는 방식
• 로컬에 객체가 없고 자료형을 알수없는 경우 유용한 프로그래밍
• java.lang.reflect 패키지에 있는 클래스 활용

forName() 메서드와 동적로딩

• Class 클래스 static 메서드
• 동적로딩이란, 컴파일 시에 데이터 타입이 모두 바인딩되어 자료형이 로딩되는것이 아니라 실행 중에 데이터 타입을 알고 바인딩 되는 방식
• 실행 시에 로딩되므로, 경우에 따라 다른 클래스가 사용될 수 있어 유용함
• 컴파일 타임에 체크할 수 없으므로, 해당 문자열에 대한 클래스가 없는 경우 ClassNotFoundException이 발생

String 클래스

기존의 다른 언어에서는 문자열을 char형 배열로 다루나 자바같은 경우에는 문자열을 별도로 클래스로 두어서 사용한다. 바로 이것이 String 클래스이다. String 클래스는 문자열을 저장하고 이를 다루는데 필요한 메서드를 함께 제공한다.

변경 불가능한 클래스

String 클래스는 문자열을 저장하기 위해 문자형 배열 참조변수 char[] value라는 인스턴스 변수에 저장을 하고 생성자에 매개변수로 받은 문자열을 저장한다.

public final class String implements java.io.Serializable, Comparable {
	private char[] value;
}

💡 참조
String 클래스 앞에 final이 붙어 있으므로 다른 클래스의 조상이 될 수 없다.

한번 생성된 String 인스턴스가 갖고 있는 문자열은 읽어 올 수만 있고 변경은 불가능하다. 그러면 의문점이 하나 들것이다. 아래의 코드를 보자.

String a = "a";
String b = "b";
String a = a + b;

위 코드는 우리가 지금까지 코딩을 해오면서 많이 접한 코드들이다. 하지만 위에서 이야기 했듯이 한번 생성된 String 인스턴스는 변경이 불가능하다고 했지만 위 코드는 변경이 가능하다. 그 이유는 사실 변경이 되는 것이 아니라 새로운 문자열이 담긴 인스턴스가 생기는 것이라고 생각하면 좋을 것이다.

이처럼 덧셈연산자를 사용해서 문자열을 결합하는 것은 매 연산 시마다 새로운 문자열을 가진 String 인스턴스가 생성되어 메모리 공간을 차지하게 되므로 가능한 결합 횟수를 줄이는 것이 좋다.

만약 결합횟수가 불가피하게 많을 예정이라면, String 클래스보단 StringBuffer 클래스를 이용하는 것이 좋다. StringBuffer 클래스는 인스턴스의 변경이 가능하기 때문이다.

문자열 비교

문자열을 만들 때, 문자열 리터럴을 지정하는 방법과 String 클래스의 생성자를 이용하는 방법이 있다.

String str1 = "abc"; // 문자열 리터럴 "abc"의 주소가 str1에 저장
String str2 = "abc"; // 문자열 리터럴 "abc"의 주소가 str1에 저장
String str3 = new String("\"abc\""); // 새로운 String 인스턴스를 생성
String str4 = new String("\"abc\""); // 새로운 String 인스턴스를 생성

String 클래스의 생성자를 이용하는 경우 new 연산자에 의해 메모리 할당이 이루어지기 때문에 항상 새로운 String 인스턴스가 생성된다. 그러나 문자열 리터럴은 이미 존재하는 것을 재사용하는 방식이다.

문자열 리터럴

자바 파일 안에 문자열 리터럴은 컴파일 시, 클래스 파일에 저장된다. 이 때, 같은 내용의 문자열 리터럴은 한번만 저장된다.

클래스 파일에는 소스파일에 포함된 모든 리터럴의 목록이 있다. 해당 클래스 파일이 클래스 로더에 의해 메모리에 올라갈 때, 이 리터럴의 목록에 있는 리터럴들이 JVM내에 있는 상수 저장소에 저장된다. 이때 문자열 리터럴들이 자동적으로 생성되어 저장된다.

빈 문자열

자바에서 길이가 0인 배열을 만들 수 있다. 따라서 char[]의 길이가 0인 배열도 만들 수 있고 즉, String 클래스의 빈 문자열도 생성할 수 있다.

⚠️ 주의
빈 문자열이 가능하다고 해서 char c = '';이 가능한 것이 아니다. char형은 반드시 하나의 문자가 들어가 있어야 한다.

💡 참조
C언어에서는 문자열의 끝에 널 문자가 항상 붙지만, 자바에서는 널 문자를 허용하지 않는다. 대신, 문자열의 길이정보를 따로 저장한다.

일반적으로 변수를 선언할 때, 각 타입의 기본값으로 초기화 하지만 String은 참조형 타입의 기본값인 null보단, 빈 문자열로, char형은 기본값인 '\u0000'보단, ' '로 초기화 하는 것이 보통이다.

String 클래스의 생성자와 메서드

메서드	설명
String(String s)	주어진 문자열을 갖는 String 인스턴스를 생성한다.
String(char[] value)	주어진 문자열을 갖는 String 인스턴스를 생성한다.
String(StringBuffer buf)	StringBuffer 인스턴스가 갖고 있는 문자열과 같은 내용의 String 인스턴스를 생성한다.
char charAt(int index)	지정된 위치에 있는 문자열을 알려준다. (index는 0부터 시작)
int compareTo(String str)	넘겨준 문자열과 사전순서로 비교한다. 같으면 0을 사전순으로 이전이면 음수를 이후면 양수를 반환한다.
String concat(String str)	문자열 str을 뒤에 덧붙인다.
boolean contains(CharSequence s)	지정된 문자열 s가 포함되었는지 검사한다.
boolean endsWith(String suffix)	지정된 문자열 suffix로 끝나는지 검사한다.
boolean equals(Object obj)	매개변수로 받은 문자열 obj와 String 인스턴스의 문자열을 비교한다. obj가 String이 아니거나 문자열이 다르다면 false를 반환한다.
boolean equalsIgnoreCase(String str)	문자열과 String 인스턴스의 문자열을 대소문자 구분없이 비교한다.
int indexOf(int ch)	주어진 문자 ch가 문자열에 존재하는지 확인하여 위치를 알려준다. 못 찾으면 -1을 반환한다. (index는 0부터 시작)
int indexOf(int ch, int pos)	주어진 문자 ch가 문자열에 존재하는지 지정된 위치 (pos) 부터 확인하여 위치를 알려준다. 못 찾으면 -1을 반환한다. (index는 0부터 시작)
int indexOf(String str)	주어진 문자열이 존재하는지 확인하여 그 위치를 알려준다. 없으면 -1을 반환한다. (index는 0부터 시작)
String intern()	문자열을 상수 풀에 등록한다. 이미 상수풀에 같은 내용의 문자열이 있는 경우 그 문자열의 주소 값을 반환한다.
int lastIndexOf(int ch)	지정된 문자 또는 문자코드를 문자열의 오른쪽 끝에서부터 찾아서 위치를 알려준다. 못 찾으면 -1을 반환한다.
int lastIndexOf(String str)	지정된 문자열을 인스턴스의 문자열 끝에서 부터 찾아서 위치를 알려준다. 못 찾으면 -1을 반환한다.
int length()	문자열의 길이를 알려준다.
String replace(char old, char new)	문자열 중의 문자 old를 새로운 문자 new로 바꾼 문자열을 반환한다.
String replace(CharSequence old, CharSequence new)	문자열 중의 문자열 old를 새로운 문자열 new로 모두 바꾼 문자열을 반환한다.
String replaceAll(String regex, String replacement)	문자열 중에서 지정된 문자열 regex와 일치하는 것을 새로운 문자열 replacement로 모두 변경한다.
String replaceFirst(String regex, String replacement)	문자열 중에서 지정된 문자열과 일치하는 것 중, 첫번째 것만 새로운 문자열 replacement로 변경한다.
String[] split(String regex)	문자열을 지정된 분리자 regex로 나누어 문자열 배열에 담아 반환한다.
String[] split(String regex, int limit)	문자열을 지정된 분리자 regex로 나누어 문자열 배열에 담아 반환한다. 단, 문자열 전체를 지정된 수 limit로 자른다.
boolean startsWidth(String prefix)	주어진 문자열 prefix로 시작하는지 검사한다.
String substring(int begin) String substring(int begin, int end)	주어진 시작위치 begin부터 끝 위치 end범위에 포함된 문자열을 얻는다. 이 때, 시작위치의 문자는 범위에 포함되지만 끝 위치의 문자는 포함되지 않는다. (begin <= x < end)
String toLowerCase()	String 인스턴스에 저장되어 있는 모든 문자열을 소문자로 변환한다.
String toString()	String 인스턴스에 저장되어 있는 문자열을 반환한다.
String toUpperCase()	String 인스턴스에 저장되어 있는 모든 문자열을 대문자로 변환하여 반환한다.
String trim()	문자열의 왼쪽 끝과 오른쪽 끝에 있는 공백을 없앤 결과를 반환한다. 이 때 문자열 중간에 있는 공백은 제거되지 않는다.
static String valueOf(boolean b) static String valueOf(char c) static String valueOf(int i) static String valueOf(long l) static String valueOf(float f) static String valueOf(double d) static String valueOf(Object o)	지정된 값을 문자열로 변환하여 반환한다. 참조 변수의 경우, toString()을 호출한 결과를 반환한다.

💡 참고
CharSequence는 JDK1.4부터 추가된 인터페이스로 String, StringBuffer등의 클래스가 구현하였다.

join()과 StringJoiner

join()은 여러 문자열 사이에 구분자를 넣어서 결합한다. split()과 반대의 작업을 한다고 생각하면 좋을 것이다.

java.util.StringJoiner클래스를 사용해서 문자열을 결합하기도 하는데 예시는 아래와 같다.

StringJoiner sj = new StringJoiner(",", "[", "]");
String[] strArr = {"aaa", "bbb", "ccc"};

for (String s : strArr) {
	sj.add(s.toUpperCase());
}

유니코드의 보충문자

위의 String 메서드의 표를 확인해보면 반환타입이 문자열인데 매개변수로 가끔 int형인 것들이 있다. 그 이유는 확장된 유니코드를 다루기 위해서이다.

전에도 이야기를 하였지만 원래 유니코드는 16비트 문자체계인데 이걸로 모자르는 경우가 생기게 되어서 20비트로 확장되었다. 그래서 char형으로 못 다루는 경우가 생겨서 int형으로 다루게 된 것이다. 확장에 의해 생긴 문자들을 보충문자라고 부르는데, 일부 String 메서드에서는 이런 보충 문자를 지원 안하는 경우가 있다. 그럼 어느 메서드가 지원하고 안하고를 어떻게 알 수 있을까? 바로 매개변수를 보고 char형이면 지원을 안 하고 int형이면 지원한다고 생각하면 될 것이다.

문자 인코딩 변환

getBytes(String characterNames)를 사용하면 문자열의 문자 인코딩을 다른 인코딩으로 변경할 수 있다. 자바는 UTF-16을 사용하지만 문자열 리터럴에 포함되는 문자들은 OS의 인코딩을 사용한다.

String.format()

format()은 형식화된 문자열을 만들어내는 간단한 방법이다. 사용방법은 printf()와 완전동일하다.

기본형 값을 String으로 변환

숫자를 문자열 숫자로, 그 반대로 변환하는 경우는 우리가 이전에 살펴보았다. 숫자 타입을 문자열 형으로 형변환하던가 숫자에 빈 문자열을 추가하거나 valueOf()를 사용하면 된다. 솔직히 우리가 사용하기 쉬운 것은 빈 문자열을 추가하거나 형변환이지만 성능상 valueOf()가 더 뛰어나다. 그래서 성능을 좀 더 고려해야한다면 valueOf()를 쓰도록 하자.

String을 기본형 값으로 변환

반대로 String을 기본형으로 변환하는 방법도 간단하다. valueOf()를 사용하거나 parseInt()를 사용하면 된다.

int i = Integer.parseInt("100");
int i2 = Integer.valueOf("100");

StringBuffer클래스와 StringBuilder클래스

String 클래스는 인스턴스를 생성할 때, 지정된 문자열을 변경하지 못하지만 StringBuffer 클래스는 변경이 가능하다. 내부적으로 Buffer를 가지고 있어서 StringBuffer 인스턴스를 생성할 때 그 크기를 지정할 수 있다.

편집을 할 때, 문자열의 길이를 고려하여 버퍼의 길이를 충분히 잡아주는 것이 좋다. 크기를 지정하지 않으면 기본 크기로 잡히는데 기본 크기는 16이다.

public final class StringBuffer implements java.io.Serializable {
	private char[] value;
    ...
}

StringBuffer의 생성자

StringBuffer클래스의 인스턴스를 생성할 때, 적절한 길이의 char형 배열이 생성되고, 이 배열은 문자열을 저장하고 편집하기 위한 공간으로 사용된다.

StringBuffer 인스턴스를 생성할 때는 생성자를 이용하여 지정할 문자열의 길이를 충분히 잡아주는게 중요하다. 지정하지 않으면 크기는 16이다.

StringBuffer의 변경

String과 달리 StringBuffer는 내용을 변경이 가능하다. 일반적으로 StringBuffer 반환타입의 메서드인 append()를 이용하여 변경이 가능하다.

StringBuffer의 비교

문자열 비교연산자에는 '=='와 equals() 메서드가 있다. String 클래스에서는 equals() 메서드가 오버라이딩되어 있지만, StringBuffer 클래스는 equals() 메서드가 오버라이딩되어 있지 않다. 반면에, toString() 메서드는 오버라이딩되어 있어서 toString()을 호출하고, 담고 있는 문자열을 String으로 반환하여 비교를 한다.

StringBuffer클래스의 생성자와 메서드

메서드	설명
StringBuffer()	16문자를 담을수 있는 버퍼를 가진 StringBuffer 인스턴스를 생성한다.
StringBuffer(int length)	지정된 개수의 문자를 담을 수 있는 버퍼를 가진 StringBuffer인스턴스를 생성한다.
StringBuffer(String str)	지정된 문자열 값 str을 갖는 StringBuffer 인스턴스를 생성한다.
StringBuffer append(boolen b) StringBuffer append(char c) StringBuffer append(char[] str) StringBuffer append(double d) StringBuffer append(float f) StringBuffer append(int i) StringBuffer append(long l) StringBuffer append(Object obj) StringBuffer append(String str)	매개변수로 입력된 값을 문자열로 변환하여 StringBuffer 인스턴스가 저장하고 있는 문자열의 뒤에 덧붙인다.
int capacity()	StringBuffer 인스턴스의 버퍼크기를 알려준다. length()는 버퍼에 담긴 문자열의 길이를 알려준다.
char charAt(int index)	지정된 위치에 있는 문자를 반환한다.
StringBuffer delete(int start, int end)	시작위치 start부터 끝 위치 end사이에 있는 문자를 제거한다. 단, 끝 문자는 제외
StringBuffer deleteCharAt(int index)	지정된 위치 index의 문자를 제거한다.
StringBuffer insert(int pos, boolean b) StringBuffer insert(int pos, char c) StringBuffer insert(int pos, char[] str) StringBuffer insert(int pos, double d) StringBuffer insert(int pos, float f) StringBuffer insert(int pos, int i) StringBuffer insert(int pos, long l) StringBuffer insert(int pos, Object obj) StringBuffer insert(int pos, String str)	두번째 매개변수로 바든 값을 문자열로 변환하여 지정된 위치 pos에 추가한다. pos는 0부터 시작
int length()	StringBuffer인스턴스에 저장되어 있는 문자열의 길이를 반환한다.
StringBuffer replace(int start, int end, String str)	지정된 범위 start ~ end의 문자들을 주어진 문자열로 바꾼다. end 위치의 문자는 범위에 포함되지 않음
StringBuffer reverse()	StringBuffer인스턴스에 저장되어 있는 문자열의 순서를 거꾸로 나열한다.
void setCharAt(int index, char ch)	지정된 위치의 문자를 주어진 문자 ch로 바꾼다.
void setLength(int newLength)	지정된 길이로 문자열의 길이를 변경한다. 길이를 늘리는 경우에 나머지 빈 공간을 널문자 '\u0000'로 채운다.
String toString()	StringBuffer인스턴스의 문자열을 String으로 변환
String substring(int start) String substring(int start, int end)	지정된 범위 내의 문자열을 String으로 뽑아서 반환한다. 시작위치 start만 지정하면 시작위치부터 문자열 끝까지 뽑아서 반환한다.

StringBuilder란?

StringBuffer는 멀티쓰레드에 안전하도록 동기화되어 있다. 동기화는 StringBuffer의 성능을 떨어트린다. 그래서 StringBuffer의 동기화 기능만 뺀 StringBuilder 클래스가 추가되었다.

Math 클래스

Math 클래스는 기본적인 수학계산에 유용한 메서드로 구성되어 있다.

Math 클래스의 생성자는 private으로 인스턴스를 생성이 불가능하다. 그 이유는 인스턴스 변수가 전혀 없기 때문이다. 모든 메서드는 모두 static이다.

올림, 버림, 반올림

소수점 n번째 자리에서 반올림한 값을 얻기 위해서는 round()를 사용해야 하는데, 이 메서드는 항상 소수점 첫째자리에서 반올림을 해서 long타입으로 반환한다.

⚠️ 주의
정수형간의 연산에서는 반올림이 이루어지지 않는다.

💡 참고
Math.rint()라는 메서드가 있는데 이 메서드도 반올림 기능으로 반환은 실수형이다. 단, 음수인경우는 버림을 택한다.

예외를 발생시키는 메서드

메서드 이름에 'Exact'가 포함된 메서드들이 JDK1.8부터 추가가 되었다. 이들은 정수형간의 연산에서 발생할 수 있는 오버플로우를 감지하기 위한 것이다.

int addExact(int x, int y) // x + y
int substractExact(int x, int y) // x - y
int multiplyExact(int x, int y) // x * y
int incrementExact(int a) // a++
int decrementExact(int a) // a--
int negateExact(int a) // -a
int toIntExact(long value) // (int) value - int형으로 변환

삼각함수와 지수, 로그

Java API 문서 참조

StrictMath 클래스

Math클래스는 최대한 성능을 얻기 위해 JVM이 설치된 OS의 메서드를 호출해서 사용한다. 즉, OS에 의존적인 계산을 하는 것이다. 이런 차이를 없애기 위해 성능을 포기하는 대신에, 어떤 OS에 실행되어도 같은 결과를 얻도록 새로 작성한 클래스가 StrictMath 클래스이다.

Math 클래스 메서드

제목	내용
static double abs(double a) static float abs(float f) static int abs(int i) static long abs(long l)	주어진 값의 절대값을 반환한다.
static double ceil(double a)	주어진 값을 올림하여 반환한다.
static double floor(double d)	주어진 값을 버림하여 반환한다.
static double max(double a, double b) static float max(float a, float b) static int max(int a, int b) static long max(long a, long b)	주어진 두 값을 비교하여 큰 값을 반환한다.
static double min(double a, double b) static float min(float a, float b) static int min(int a, int b) static long min(long a, long b)	주어진 두 값을 비교하여 작은 값을 반환한다.
static double random()	0.0~1.0범위의 임의의 double값을 반환한다. (1.0은 범위에 포함하지 않는다.)
static double rint(double d)	주어진 double값과 가장 가까운 정수값을 double형으로 반환한다. 단, 두 정수의 정가운데 있는 값 (1.5, 2.5, 3.5등)은 짝수를 반환
static long round(double a) static long round(float a)	소수점 첫째자리에서 반올림한 정수 값을 반환한다. 매개변수의 값이 음수인 경우에 round()와 rint()의 결과가 다르다는 것을 주의해야 한다.

wrapper 클래스

객체지향 개념에서 모든 것은 객체로 다루어져야 한다. 그러나 자바에서는 8개의 기본형을 객체로 다루지 않는다. 그 대신, 보다 높은 성능은 챙길 수 있다.

때로는 기본형 변수도 객체로 다뤄야할 타이밍이 있다. 매개변수로 객체를 요구하거나 객체를 반환해야할 때등 여러 경우가 있는데 이 때 기본형도 객체로 표형해야한다. 이렇게 기본형 타입을 객체로 표현한 것을 wrapper 클래스라고 한다.

wrapper 클래스는 기본형 타입이 8개인것 처럼 8개가 존재한다.
wrapper 클래스의 생성자는 매개변수로 문자열이나 각 자료형의 값들을 인자로 받는다.

그럼 wrapper 클래스의 종류를 아래의 표를 통해 확인해보자.

기본형	래퍼클래스	생성자
boolean	Boolean	Boolean(boolean value) Boolean (String s)
char	Character	Character(char value)
byte	Byte	Byte(byte value) Byte(String s)
short	Short	Short(short value) Short(String s)
int	Integer	Integer(int value) Integer(String s)
long	Long	Long(long value) Long(String s)
float	Float	Float(double value) Float(float value) Float(String s)
double	Double	Double(double value) Double(String s)

wrapper 클래스들은 모두 equals()가 오버라이딩되어 있어서 주소값이 아닌 객체가 가지고 있는 값을 비교한다. 단, 오토박싱이 된다고 해도 Integer객체에 비교연산자를 사용할 수 없다. 대신에 compareTo 메서드를 이용하여 비교를 할 수 있다.

또한, toString()도 오버라이딩되어 있어서 객체가 가지고 있는 값을 문자열로 변환하여 반환한다.
또한, 여러가지 static 변수들을 포함하고 있다.

Number 클래스

이 클래스는 추상클래스로 숫자와 관련된 wrapper클래스의 상위 클래스이다. 아래의 계층도를 확인해보자.

Number 클래스의 하위 클래스로 우리가 배운 클래스 외에 BigInteger 클래스, BigDecimal 클래스가 존재하는데, BigInteger 클래스는 long으로도 다룰 수 없는 큰 범위의 정수를, BigDecimal은 double로도 다룰 수 없는 큰 범위의 부동 소수점수를 처리하기 위한 역할을 한다.

문자열을 숫자로 변환하기

문자열을 숫자로 변환할 때, 아래와 같이 사용하면 된다.

int i = new Integer("100").intValue();
int i2 = Integer.parseInt("100"); // 자주 사용하는 방법
Integer i3 = Integer.valueOf("100");

래퍼클래스들의 메서드를 확인하다보면 타입.parse타입(String s)형식의 메서드와 타입.valueOf() 메서드가 자주 사용한다. 그런데 이 메서드들은 똑같이 문자열에서 각 타입으로 변환해주는 것은 같지만 차이는 전자는 반환형이 기본타입이고, 후자는 반환형이 래퍼클래스 타입이다.

하지만 JDK1.5부터 도입된 오토박싱 기능때문에 반환값이 기본형일때와 래퍼클래스일때와 차이가 없어졌다. 그래서 보통은 구분없이 valueOf()를 쓰지만 성능상 valueOf()를 많이 쓰기 때문에 성능에 민감한 어플리케이션이라면 valueOf()를 쓰는 것을 지양한다.

또한, parse타입 메서드를 쓸 때, 2번째 인자로 진법(int)을 넣을 수 있다. 기본은 10진법이며, 다른 진법을 표현할 때 해당하는 진법을 기입하면 된다.

int i = Integer.parseInt("FF", 16); // 16진법 -> 정수

오토박싱 & 언박싱

JDK1.5이전에는 기본형과 참조형 간의 연산이 불가능해서 기본형을 래퍼클래스로 객체를 만들어 연산을 해야했다.
하지만, 이제는 기본형과 참조형 간의 연산이 가능해졌다. 컴파일러가 자동으로 변환하는 코드를 넣어주기 때문이다.

이외에도, 내부적으로 객체 배열을 가지고 있는 Vector클래스나 ArrayList클래스에 기본형 값을 저장해야할 때나 형변환이 필요할 때도 컴파일러가 자동적으로 코드를 추가해준다. 기본형 값을 래퍼클래스의 객체로 자동 변환해주는 것을 오토박싱이라고 하고, 반대로 변환하는 것을 언박싱이라고 한다.