#3. Java - 1 기초문법

# IntelliJ

introduce value, reformat file, line duplicate, line delete

javadocs plugins

# 모던 자바, Java 8~

2014년, Java8 (1.8)이 나오기 전까지는 자바는 업데이트를 자주하지 않았다. 하더라도 크게 새로운 개념도 없었다. 하지만 Java 8 에서 아래와 같은 모던한 언어들의 기능들이 많이 추가되었는데 이 기점을 시작으로 매년 3월, 9월마다 꾸준히 업데이트를 해주고 있다.

• 람다 표현식
• 메소드 레퍼런스
• 스트림 API
• Optional

지금 현업에서 사용하는 모던 자바는 Java 8에서 나온 새로운 개념을 포함하여 사용하고 있다. 참고로 지금 가장 많이 사용하는 LTS(Long-Term-Service)버전은 Java11이고 현재 Java17버전을 LTS로 업데이트 할 예정이라고 한다.

 

해당 글에서는 자바의 기본기를 다루고, 모던 Java의 기능들은 다음 글에 따로 다루겠다.

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# Hello World

자바에서는 모든 것이 클래스이다. 하나의 자바 App에서는 최소 하나의 Main Method 가 필요하다.

참고로 나중에 배울 스프링 프레임워크 등에서는 Main Method 가 시작지점이 아닌데 이는 나중에 배우도록 하자.

package com.company;

public class Main {

    public static void main(String[] args) {
	// write your code here
        System.out.println("안녕하세요");
    }
}

참고로 자바 기본 패키지 (java.lang)는 기본으로 import 된다. 그래서 String, System 과 같은 클래스들은 따로 import 문을 적지 않아도 바로 사용 할 수 있다. 

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# 데이터 타입

# 기본 자료형(Primitive)

변수 이름 짓는 방법은 자바 네이밍 컨벤션을 한번 참고하자. 자료형 메모리크기 표현 가능 범위는 다음과 같다. 참고로 모든 운영체제에 동일하게 적용된다.

자료형	크기 (고정)	범위
byte	1 Byte	-128 ~ 127
short	2 Byte	-32,768 ~ 32,767
int	4 Byte	정수 (-2,147,483,648 ~ 2,147,483,647 )
long	8 Byte	큰 정수 (-9,223,372,036,854,775,808 ~ 9,223,372,036,854,775,807)
char	2 Byte	유니코드 (#u0000~ #uFFFF)
float	4 Byte	실수 (1.4E-45 ~ 3.4028235E38)
double	8 Byte	실수 (4.9E-324 ~ 1.7976931348623157E308)
boolean	1 Byte	논리 (true, false)

참고로 float 과 double은 부동소수점 방식이라 0을 정확하게 표현하지 못한다는걸 기억하자.

float	4 Byte	부호(1bit) + 지수(8bit) + 가수(23bit) = 32 bit = 4 Byte
double	8 Byte	부호(1bit) + 지수(11bit) + 가수(52bit) = 64 bit = 8 Byte

// 변수의 이름은 의미를 명확하게 짓자.
int accountDoumentCount = 10;
int humonResourceDoumentCount = 20;

for (int i = 0; i < 10; i++){
// 물론 잠깐 사용하는 지역변수(i,j,k)까지 의미를 부여 할 필요는 없다.
}

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#상수와 리터널(literal)

상수와 리터널을 헷갈릴 수 있는데, 상수는 '초기화 이후 값이 변하지 않는 수' 이다. 변수를 선언 할 때 final 키워드를 이용해 상수로 만들 수 있다.

final int DAY_OF_WEEK = 7; // 참고) 가능하면 상수값은 get 메서드로 제공하는게 좋습니다.

리터널은 말 그대로 선언없이 바로 사용할 수 있는, 문자 그대로의(=리터널한) 상수를 의미한다. immediate value 라고 하기도 한다.

3
"HEllO"
3.213
'H'

 

변수로 선언하지 않고 바로 상수로 사용하는 값들도 고유의 데이터 타입을 가진다.

참고로 리터널 뒤에 (L, F, D)같은 키워드를 붙여 명시적으로 해당 리터널의 타입을 지정 해줄 수 있다.

object.setNumber(3) // 리터널 '3'의 자료형은 int이다.
object.setName("Hello") // 리터널 "Hello"의 클래스는 String이다.

object.setNumber(3.0) // 리터널 '3.0'의 자료형은 int..? float..? double..?
object.setNumber(3.0F) // 이렇게 명시적으로 Float형 이라고 정해 줄 수 있다.


int a = 1 // 소수점이 없으면 int형 리터널이다. 따로 리터널 표시를 하지 않아도 된다.
boolean b = true // boolean은 값이 true, false 2개밖에 없어 따로 리터널 표시를 안해도 된다.

// 실수 리터널을 사용할 때는 반드시 명시적으로 표시해주자.
long count = 10000L;
float f1 = 2.3F;
double d1 = 5.6D;

 

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# 참조형(Reference)

클래스를 정의하고 new 키워드를 통해 객체를 생성 할 수 있다.

자바에서는 기본 자료형을 제외한 모든 것을 참조형으로 사용한다. 쉽게말해 메모리 주소를 가지고 있지 않고, 심볼(=이름)만 가지고 있다 실행하는 시점에 메모리에 접근한다는 말.

//클래스이름 레퍼런스명 = new 클래스이름();
MadPlay instance = new MadPlay();

 

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# String 클래스

자바에서는 문자열이 클래스로 제공되어진다. 하지만 String의 경우 예외적으로 기본자료형 처럼 new 키워드 없이 생성할 수 도 있는데, 이를 문자열 리터널 생성 방식이라고 하고 new 키워드를 사용한 것과 메모리에 적재 장소가 달라진다.

// 다른 객체와 마찬가지로 Heap 영역에 할당된다.
String str1 = new String("madplay");

// 스트링 상수값으로 관리된다. String Constant Pool 이라는 영역에 저장된다.
String str2 = "madplay";

String str3 = "madplay"; // 기존 "madplay" 상수 재활용. str 2이랑 같은 메모리 참조
String str4 = new String("madplay"); // 새로운 객체를 생성. str1이랑 다른 메모리 참조

 

String이 객체가 아닌 상수 값인 건 아니다. 기존의 객체도 str.intern( ) 을 이용해 상수로 등록 할 수있다.

참고로 String Constant Pool은 기존에는 상수값 전용 메모리에 (Perm 영역) 따로 저장되어졌는데, 런타임중 메모리 증가로 인한 OutOfMemory 예외를 발생시킬 수 있어 Java6 이후로는 객체와 함께 Heap 메모리영역에서 관리하고 있다.

 

 

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# == 과 equal

String은 값이 아닌 객체이다. 객체에 있어 (==) 연산은 값이 아닌 주소값을 비교하는 연산이다.

만약 문자열 리터널로 선언했다면 같은 상수 값 주소를 가르키기에 값을 비교할 수 있지만, 객체 (new String)로 만들었다면 정상 작동하지 않는다. 이 경우 String 객체 메서드 equal을 이용하여 문자열 값을 비교한다.

public class MadPlay {
    public static void main(String[] args) {
        String someLiteral = "kimtaeng";
        String someObject = new String("kimtaeng");
        
        System.out.println(someLiteral.equals(someObject)); // print 'true'
        System.out.println(someLiteral == someObject); // print 'false'
        
        System.out.println("kimtaeng" == someLiteral); // print 'true'
        System.out.println("kimtaeng" == someObject); // print 'false'
    }
}

# Array와 java.util.ArrayList

자바에도 기본 배열 객체 (Array)가 존재하나, 대부분의 경우 Collection Framework에 있는 (ArrayList)를 사용한다. 물론 잘 사용하지는 않더라도 배열을 어떻게 사용하는지 정도는 알아놓자.

// 아래 3코드의 동작은 동일하다.
String[] myStringArray = new String[3]; // { "", "", "" } 빈 스트링 생성
String[] myStringArray = new String[]{"a", "b", "c"}; // 스트링 초기화
String[] myStringArray = {"a", "b", "c"}; // 자바에서 제공하는 초기화 기능.

// = { "a" ... } 라고 적었다고 해서 {} 부분이 상수, 리터널인건 아니다. 자바에서 제공하는 편의기능일 뿐.
String[] myStrings;
myStrings = {"a", "b", "c"}; // 컴파일 에러! 불가능한 코드.

// 이 2개는 같은 코드이다. 다만 타입을 구분 짓는 int[] a1 가 일반적이다.
int[] a1; int a2[];

int[] intArr = {1,2,3};
int[] doubleArr = new double[4];
String[] objArr = new String[5]; //object type

int[] myIntArray = new int[3]; // {0,0,0}이 할당된다.
int[] myIntArray = {1, 2, 3}; // 아래와 같은 코드이다. 자바의 초기화 편의기능.
int[] myIntArray = new int[]{1, 2, 3}; // new int[]로 타입을 명확하게 나타내주었다.

// 해당 코드는 컴파일 에러를 발생시킨다. 생성할 메모리 크기를 알 수 없다.
int badArray[] = new int[]; 

// 해당 코드는 컴파일 에러를 발생시킨다. 
// 앞에 적혀있는 new int[]는 자료형을 지정한 것이지, 객체의 크기를 적는 곳이 아니다.
int badArray[] = new int[3] {1, 2, 3} ; 

// Since Java 8. Doc of IntStream: https://docs.oracle.com/javase/8/docs/api/java/util/stream/IntStream.html
int [] myIntArray = IntStream.range(0, 100).toArray(); // From 0 to 99
int [] myIntArray = IntStream.rangeClosed(0, 100).toArray(); // From 0 to 100
int [] myIntArray = IntStream.of(12,25,36,85,28,96,47).toArray(); // The order is preserved(보존).
int [] myIntArray = IntStream.of(12,25,36,85,28,96,47).sorted().toArray(); // Sort
 
// Array도 객체이기에 내부 메서드가 존재한다.
int arr[] = new int[3];
for (int i = 0; i < arr.length; i++) { ... } // length 로 접근
for (int a : arr) { ... } // iter로 접근

나중에 컬렉션과 자바 API 클래스를 다시 다루겠지만, 컬렉션 프레임워크에 있는 ArrayList는 다음과 같이 사용한다.

참고로 java.util 안에는 Arrays, Calendar, Date, StringTokenizer, Random 등 많은 클래스들이 존재한다.

import java.util.ArrayList; // ArrayList를 Import해온다.

public class Main {
    public static void main(String[] args) {
        ArrayList<Integer> integers1 = new ArrayList<Integer>(); // 타입 지정
        ArrayList<Integer> integers2 = new ArrayList<>(); // 타입 생략 가능
        ArrayList<Integer> integers3 = new ArrayList<>(10); // 초기 용량(Capacity) 설정
        ArrayList<Integer> integers4 = new ArrayList<>(integers1); // 다른 Collection값으로 초기화
        
        // Arrays.asList를 통해 상수값을 이용한 초기화
        // Arrays는 java.util에 있는 자바 API 객체이며 배열을 쉽게 조작하기 위한 메서드들이 포함되어있다.
        ArrayList<Integer> integers5 = new ArrayList<>(Arrays.asList(1, 2, 3, 4, 5)); 
        
        // ArrayList -> Array
        String[] array = arrayList.toArray(new String[arrayList.size()]);
        
        // Array -> ArrayList, 물론 그냥 for 노가다로 변환해도 된다.
        ArrayList<String> arrayList = new ArrayList<>(Arrays.asList(array));
        
        // ArrayList는 성능이 최적화되어있고, 다양한 기능을 제공한다.
        ArrayList<String> colors = new ArrayList<>();
        // add() method
        colors.add("Black");
        colors.add("White");
        colors.add(0, "0번삽입");
        colors.add(2, "2번삽입");
        colors.add("Red");

        // set() method
        colors.set(3, "Blue");
        
        // [0번삽입, Black, 2번삽입, Blue, Red]
        System.out.println(colors);
    }
}

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# 조건 (if)

if - if else - else

논리연산을 할 때는 다른언어와 마찬가지로 이미 답이 결정났으면 더이상 조건을 평가하지 않는다. 자바에서는 if문안에 boolean 타입이 아닌 다른타입은 컴파일 되지 않는다.

public class Hello {
    public static void main(String[] args) {
        System.out.println("start");
        // isDone() 은 실행되지 않는다. 이미 앞에서 false로 답이 결정났기 때문.
        if (isNagive() && isDone()){
            System.out.println("it doesn't print(false)");
        }
        // :: start
        // :: IsNagive
    }

    public static boolean isDone(){
        System.out.println("IsDone");
        return true;
    }

    public static boolean isNagive(){
        System.out.println("IsNagive");
        return false;
    }
}

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# 조건(switch)

break; 가 없으면 아래 코드도 실행됨을 유의하자. 자바도 조건으로 String 을 지원한다. 

package Hello;

public class Hello {
    public static void main(String[] args) {
        int month = 8;
        String monthString = "1월";
        switch (monthString) {
            case "1월":
                monthString = "January";
                break;
            case "2월":
                monthString = "February";
                break;
            default:
                monthString = "May";
                break;
        }
        
        System.out.println(monthString);
    }
}

2020년 Java14 부터 Switch문의 개선된 문법을 지원한다. 함수형 프로그래밍의 패턴매칭처럼, break 없이 간결하게 사용할 수 있다.

public class Hello {
    public static void main(String[] args) {
        // 2020년 java14부터 지원하는 기능이라 아직 잘 쓰이지는 않는다.
        String monthString = "1월";
        monthString = switch (monthString) {
            case "1월" -> "January";
            case "2월" -> "February";
            case "3월" -> "March";
            case "4월","5월" -> "4,5월";
            default -> "May";
        };
        
        // 열거형을 사용하면 default 없이 switch문을 안전하게 사용 할 수 있다.
        enum Month { January, February, March, April }
        Month value = Month.January;
        monthString = switch (value) {
            case January -> "January";
            case February -> "February";
            case March -> "March";
            case April -> "4,5월";
        };


        System.out.println(monthString);
    }
}

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# 반복문 (for, while, for-each)

특별한 점은 없다. continue와 break를 지원하며 for-each는 이터레이터처럼 순회한다.

String[] numbers = {"one", "two", "three"};

// 고전적인 for문
for(int i=0; i<numbers.length; i++) {
    System.out.println(numbers[i]);
}

// 위와 같은 코드이다.
for(String number: numbers) {
    System.out.println(number);
}