Java 1장(with 자바의 정석)

자바(Java)란 ?

프로그래밍 언어 (Programing language)
컴퓨터 프로그램(애플리케이션)을 만드는데 사용한다

• 실행환경(JRE) + 개발도구(JDK) + 라이브러리(API)
• 라이브러리를 사용하면 쉽고 빠르게 어플리케이션 개발이 가능하다

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자바 사용하는 곳

1. PC 어플리케이션 개발 프로그램 (InteliJ, eclipse 등)
2. 웹 애플리케이션 개발 프로그램 (Spring boot, 등)
3. 모바일 어플리케이션(안드로이드) (Android)
4. 빅 데이터(Big Data) (hadoop)
5. 게임(마인 크래프트), 과학, 소형기기 

자바는 원래 소형기기에 사용되려고 만들어졌다.

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자바를 사용하는 이유

1. 다양한 분야에서 활발히 사용된다. (안쓰이는 분야가 없다)
2. 배우기 쉽고 학습자료가 풍부하다
3. 모던 프로그래밍 언어(객체지향+ 함수형이 추가되었다)
4. 최근에 나온 언어들 보다 못지않게 발전하고있다.
5. 취업에 유리하다.(실무에서 제일 많이 사용한다)

출처 : https://www.tiobe.com/tiobe-index/

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자바의 역사

1. 1996년에 첫 개발 JDK(자바 개발자 도구) 1.0
2. 1998년에 J2SE 1.2 업데이트  J2SE, J2ME,J2EE
3. 2004년에 5.0 or 1.5 업데이트
4. 2014년 Java SE 8 업데이트
5. 2014년 부터 6개월마다 버전 업그레이드 발표를 하고있다.

안정성으로 인하여 개발을 신중히 검토하였으나 최신기능들을 반영하기 위하여 6개월마다 하는것이다.

 

자바의 특징

• 배우기 쉬운 객체지향 언어이다.(기존의 프로그래밍 언어+객체지향을 도입)
• C++, Java,Python, Javascript 다 객체지향이다.
• 객제지향이란 하나의 언어를 이해하면 다른 객체지향 언어를 배우기 쉽다.
• 자동으로 메모리 관리를 해준다. (Garbage Collector가 자동으로 해준다.)
• 프로그램 작성이 편리하다.
• 멀티쓰레드를 지원한다.(멀티쓰레드 = 여러개의 작업을 하게 해준다)
• 풍부한 라이브러리로 쉽게 개발 가능하다.(자바가 제공하는 라이브러리는 자료가 풍부해서 쉽고 빠르게  할 수 있다)
• 운영체제에 독립적이다.

자바 가상 머신 (JVM)

• 자바 프로그램이 실행되는 가상 컴퓨터(VM)
• 한번 작성하면, 어디서든 실행이 가능하다(Wirte once, run anywhere)

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변수(Variable)란

하나의 값을 저장할 수 있는기억공간

 

변수의 타입(Data Type)

값 -문자 - char
    - 숫자 - 정수 - byte, short, int, long
               - 실수 - float, double
   
논리 - boolean

 

기본형(Primitive Type)

• boolean, char, byte, short, int, long, float, double = 8개
• 실제 값을 저장한다

참조형(Reference Type)

• 기본형 8개를 제외한 나머지 String, System 등
• 객체의 주소를 저장한다 4byte, 0x00000000~0xffffffff

64bit JVM의 경우 참조형의 크기는 8byte 이다

기본형 (Primitive type)

  논리형(boolean) - true와 false 중 하나를 값으로 갖고 조건식과 논리적 계산에 사용된다.
  문자형(char) - 문자를 저장하는데 사용되며 변수 당 하나의 문자만을 저장할 수 있다. (여러문자는 String)
  정수형 - 정수 값을 저장하는데 사용되며 주로사용하는 것은 int와 long(아주 큰 정수)이다.
                byte는 이진데이터를 다루는데 사용되며 short은 c언어와의 호환을 위해 추가 되었다.(많이 쓰이지는 않는다)
  실수형 - 실수 값을 저장하는데 사용된다. float와 double이 있다.

	1byte	2byte	4byte	8bye
논리형	boolean (true, false)
문자형		char (유니코드)
정수형	byte	short	int	long
실수형			float (부동소수점)	double (정밀도가 2배)

1bit = 2진수 1자리
1byte = 8bit
부동 = 떠다니다. 

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기본형(Primitive type) - 표현범위1

1. byte b = 1byte = 1bit 8개 = 1bit는 2진수 한자리(0,1)값을 저장할 수 있다.
2. b = 3; 이라면 1byte 오른차수 부터 11이 저장된다.(2진수로 11)

n비트로 표현할 수 있는 값의 갯수 =  2ⁿ 
n비트로 표현할 수 있는 부호없는 정수(양수 1~ 2ⁿ)의 범위 =  0~ 2ⁿ -1
n비트로 표현할 수 있는 부호있는 정수 = - 2ⁿ－¹ ~  - 2ⁿ－¹ - 1

기본형(Primitive type) - 표현범위2

• 1byte = 8bit = -128 ~ 127
• short = 2byte = 16bit = -32768~32767 (부호있는 정수 이기에 -부터 시작한다)
• char = 2byte =16bit = 0~65535 
• short type과 달리 모두 양수값으로 사용할 수 있다. (부호 없는 정수)
• int = 4byte =32bit = -20억 ~ 20억
• long = 8byte= 64bit = -800경 ~ 800경
• long 보다 큰경우 Biginteger class를 사용하면된다.

 

기본형(Primitive type) - 표현범위3

자료형	저장 가능한 값의 범위	정밀도 (오차없는 자리수를 뜻한다)	bit	byte
float	1.4E-45~3.4E38 (양수만 표현한 범위)	7자리	32	4
double(default type	4.9E-324~1.8E308	15자리	64	8

E는 10의 몇제곱을 나타내기 위한 기호

 

변수의 선언방법

타입 변수명
int score; 
score = 100;
int score = 100;
String str = new String("abc");
          str = null;

 

명명 규칙 (Naming convention)

대소문자가 구분되며 길이에 제한이 없다.

• True와 true는 서로 다르다.(대, 소문자)

예약어 (Reserved word)를 사용해서는 안된다.

• true는 예약어라 사용할 수 없지만 True는 가능하다

숫자로 시작해서는 안 된다.

• top10은 허용하지만 7up은 허용되지 않는다

특수문자는 '_'와 '$'만을 허용한다

• $harp은 허용되지만 S$arp는 허용되지 않는다.

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권장사항

클래스 이름의 첫 글자는 항상 대문자로 한다.

• 변수와 메소드 이름의 첫글자는 항상 소문자로 한다

여러단어 이름은 단어의 첫 글자를 대문자로 한다.

• lastIdexOf, Stringbuffer

상수의 이름은 대문자로 한다. 단어는'_'로 구분한다

• PL MAX_NUMBER

변수, 상수, 리터럴

• 변수(variable) - 하나의 값을 저장하기 위한 공간
• 상수(constant) - 한 번만 값을 저장할 수 있는 공간
• 리터럴(literal) - 그 자체로 값을 의미하는 것

 int score = 100;
       score = 200;
char ch = 'A';
String str = "abc";
final int MAX = 100;
MAX = 200; // 에러. 상수의 값은 변경이 불가능하다.

 

리터럴과 접미사

리터럴(데이터)	접미사(꼬리)	리터럴(데이터)	접미사(꼬리)
boolean power	true;	ling l	100000000000L;
char ch	'A'	float f	3.14f
char ch	'\u0041';	double d	3.14d
char tab	'\t';	float f	100f;
byte b	127;	10.	10.0
short s	32767;	.10	0.10
int i	100;	10f	10.0f
int oct	0100;	3.14e3f	3140.0f
int hex	0x100;	lel	10.0

 

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형식화된 출력 - Printf()

Println()의 단점 - 출력형식을 지정 불가능하다.

실수의 자리수 조절이 불가능하다 

소수점 n자리만 출력하는게 불가능하다.

• System.out.pritnln(10.0/3); = //3.3333333333...

10진수로만 출력된다 

• System.out.println(0x1A); // 26

Printf()로 출력형식 지정가능하다

• System.out.printf("%.2f", 10.0/3); //3.33 (소수점 둘째자리까지 출력)
• System.out.printf('%d', 0x1A); //26  (10진수로 출력)
• System.out.printf("%X", 0x1A); //1A (16진수로 출력)

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 printf()의 지시자

지시자	설명
%b	불리언(boolean)형식으로 출력
%d(정수)	10진(decimal) 정수의 형식으로 출력
%o(정수)	8진(octal) 정수의 형식으로 출력
%x, %X(정수)	16진(hexa-decimal) 정수의 형식으로 출력
%f(실수)	부동 소수점(floating-point)의 형식으로 출력
%e, %E(실수)	지수(exponent) 표현식의 형식으로 출력
%c(문자)	문자(character)로 출력
%s(문자)	문자열(string)로 출력

Ex) System.out.printf("age:%d year:%\n", 14, 2017); // "age:14 year:2017\n"이 화면에 출력된다.

 

\n(%n) = 개행문자 = 줄바꿈역할을 한다.

• System.out.printf("age:%d", age); //출력 후 줄바꿈을 하지 않는다. = %n 이 없다
• System.out.printf("age:%d%n", age); //출력 후 줄바꿈을 한다. = %n이 있다.

 

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정수를 10진수, 8진수, 16진수로 출력한다

• System.out.printf("%d", 15); // 15 = 10진수= decimal = %d
• System.out.printf("%o", 15); // 17= 8  = 8진수= octor = %o
• System.out.printf("%x", 15); // f  = 16진수 = hexa =%x
• System.out.printf("%s", Integer.toBinaryString(15)); // 1111= 2진수 = %s

toBinaryString=정수를 2진문자열로 변환해준다

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8진수(0)와 16진수(0x)에 접두사 붙이기 -> 지시자 앞에 #을 붙이면된다

• System.out.printf("%#o", 15); // 017 
• System.out.printf("%#x", 15); // 0xf
• System.out.printf("%#X", 15); // 0XF

실수 출력을 위한 지시자 %f - 지수형식(%e), 간략한 형식(%g)

• float f = 123.4567890f;
• System.out.printf("%f", f); // 123.456787 =소수점아래 6자리까지 출력 (끝자리 2자리는 의미없는 숫자)
• System.out.printf("%e", f); // 1.234568e + 02 지수형식으로 출력(마지막 숫자 8 은 반올림되어 보여줘서 8이다)

float 보단 double 의 정밀도가 더 높다. (15자리 이기때문에)

• System.out.printf("%g", 123.456789); // 123.457 = 7자리 까지 출력 (마지막 숫자는 반올림)
• System.out.printf("%g", 0.000000001); // 1.00000e-8 

실수 지시자 %f, 지수는 %e 를 쓰면된다.

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• System.out.printf("[%5d]%n", 10); // [xxx10] (오른쪽 정령)
• System.out.printf("[%-5d]%n", 10); // [10xxx] (왼쪽 정렬)
• System.out.printf("[%05d]%n", 10); //[00010]

 

%전체자리. 소수점 아래자리는 f

• System.out.printf("d=%14.10f%n", d); //전체 14자리 중 소수점 아래 10자
• System.out.printf("[%s]%n",      url) ; // [www.xxx.com]
• System.out.printf("[%20s]%n",    url); // [     www.xxxx.com]   = 왼쪽 공백
• System.out.printf("[%-20s]%n",      url); // [www.xxx.com     ]  = 오른쪽공백
• System.out.printf("[%.8s]%n" ,       url); //[www.xxx]   = 8자리만 출력

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화면에서 입력받기

Scanner란

화면으로부터 데이터를 입력받는 기능을 제공하는 클래스

Scanner 사용

import문 추가

• import java.util.*;

Scanner객체의 생성

• Scanner scanner = new Scanner(System.in); //System.in 은 화면입력

Scanner 객체를 사용

• int num = scanner.nextInt(); // 화면에서 입력받은 정수를 num에 저장한다.
• String input = scanner.nextLine(); // 화면에서 입력받은 내용을 input에 저장한다
• int num =Integer.parseInt(input); //문자열(input)을 숫자(num)로 변환한다.

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계수기(counter = 숫자를 센다)는 숫자를 세는 기계

 

오버플로우(over flow) : 표현가능한 범위를 넘는 것

• 최대값 + 1 -> 오버플로우가 발생하여 최소값이 나온다. -> 9999+1 = 0000 = 2진수 1111+1 = 0000
• 최소값 = 1 -> 오버플로우가 발생하여 최대값이 나온다. -> 0000-1 = 9999 = 2진수 0000-1 = 1111

 

부호없는 정수 4bit의 경우 표현범위가 0~15이므로 이값이 계속 반복되고
부호있는 정수 (4bit)의 경우 표현범위가 -8~7이므로 이 값이 무한히 반복된다.

부호없는정수  15+1 -> 0
                          0-1 -> 15
부호있는정수   7+1 -> -8
                          -8-1 -> 7

 

• sMin - 1 -> sMax (32767) // 최소값 - 1 -> 최대값
• sMax +1 -> sMin(-32768) // 최대값 + 1 -> 최소값
• cMin - 1 -> cMax(65535) // 최소값 -1 -> 최대값
• cMax + 1 -> cMin(0) // 최대값 + 1 -> 최소값

10진수 (0,1,2,3,4,5,6,7,8,9) = 0~10-1 

1. 0~ 9  = 0~10-1
2. 00 ~ 99 = 0~10² -1
3. 000 ~ 999 = 0~10³ -1
4. 0000~9999 = 0~ 10⁴ -1

2진수

1. 0~1 =  0~1 -> 0~2-1
2. 00 ~ 11 = 0~3 -> 0~2² -1
3. 000~111 =  0~7 -> 0~2³-1
4. 0000~1111 = 0~2⁴-1

16비트로 표현할 수 있는 정수의 개수 : 65536개 
부호있는 정수 short 타입의 표현범위 : -32768~32767
부호없는 정수 char 타입의 표현범위 : 0 ~ 65535

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타입간의 변환방법

문자와 숫자간의 변환

• 숫자 3 + '0' -> 문자 3
• 문자 3 - '0'-> 숫자 3

문자열로의 변환

• 3 + " " -> "3"
• '3' + " " -> "3"

문자열을 숫자로 변환

• "3" Integer.parseInt = 숫자 3
• "3.4" double.parseDouble = 숫자 3.4

문자열을 문자로 변환

• "3" charAt(ø) = '3'