Java (2) Variable ( 정수 , 실수 , 문자 , 문자열 , 형변환)

📚 국비 11 일차

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Java가 적용되는 분야

• 웹 애플리케이션 개발
• 안드로이드 애플리케이션 개발 ( 코틀린으로 이전 )
• 정보시스템 개발 ( 웹을 기반으로 하는 업무용 프로그램 )
• 빅데이터 분석 ( 하둡 , 스파크 )

Java를 적용하기 어려운 분야

• 높은 성능을 요구하는 프로젝트 ( Rust , c , c++을 주로 활용 )
• 시스템 프로그램 개발 ( 운영체제, 드라이버, 커널)

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프로그램이란?

컴퓨터가 처리할 작업을 순서에 맞게 작성한 작업 지시서

작업지시서	요리 레시피
데이터 준비	재료 준비
데이터 가공 / 조작	재료가공
최종 결과물	요리

 

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목차

정수
실수
문자
문자열
논리형
형변환
리터럴
연산원칙
형변환
강제형변환

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🔶 자료형과 변수 

🔹 변수 

변수는 값을 담는 저장소
고유한 타입을 갖으며 일치하는 타입의 값만 저장할 수 있다

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🔹   자바의 기본 데이터 타입의 종류

• 데이터 타입은 변수가 저장할 수 있는 값의 종류를 결정한다
• 변수를 생성할 때에는 반드시 그 변수의 타입을 지정해야 한다.

Type	Keyword	Size	Default value
논리형	boolean	1 byte	false
정수형	byte	1 byte	0
정수형	short	2 byte	0
정수형	int	4 byt	0
정수형	longt	8 byte	0L
실수형	float	4 byte	0.0F
실수형	double	8 btte	0.0
문자형	char	2 byte	'\u0000'

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🔹 정수형

  byte , short , int , long

• 정수 자료형의 기본 자료형은 int가 default다
• 대부분의 프로그램에서 정수 값은 int 범위 내에 속하기 때문 
• 특별한 경우가 아니라면 정수를 저장하는 변수는 int 타입으로 생성한다. 
   ( byte 타입은 입출력에서 바이너리 데이터를 다룰 때 사용 한다. )
   (long 타입은 int 범위를 초과하는 정수값을 다룰 때 사용 한다   Ex. 은행 예금의 잔액 )

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🔹 실수형

•  float , double 
•  실수형의 default 자료형은 double
• 실수값의 대부분 double 타입의 변수로 다룬다
• float 타입의 변수를 사용하는 경우 거의 없다
  
  

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🔹 문자 자료형

• char
• 문자 자료형 타입의 변수는 오직 ' 한 문자만 ' 저장할 수 있다
• 문자 자료형의 유니 코드를 지원하기 때문에 전 세계의 모든 글자를 표현할 수 있다
• 만약 1글자 이상을 저장하는 경우 String 객체 사용

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🔹 문자열 

• 문자열은 1글자 이상의 문자를 표현하는 자료형이다.
• 문자열은 "  " 사이에 표시한다.
• 문자열은 1글자 이상은 표현되기 때문에 문자열을 대상으로 다양한 작업을 수행할 필요가 있다.
• 길이 조회하기 , 특정 문자열이 포함되어 있는지 조회하기 , 특정위치 파악 문자 알아내기
• 특정 문자열로 시작하거나 끝나는지 알아내기 , 대 / 소문자로 변환하기
• 특정 시간 위치부터 지정된 위치까지 잘라 내기 , 특정 문자열을 다른 문자열로 변경하기

Java는 문자열을 표현하고 문자열을 조작하는 다양한 기능을 포함하고 있는 String 클래스 (설계도)를 제공한다.

String s1 = "홍길동";
String s2 = "서울특별시 종로구 ";
String s3 = "홍길동 , 김유신 , 김시민 , 곽재우";
String s4 = "010-1234-9876";
String s5 = "A";
String s6 = 'A'; // 오류 , 문자 타입의 값은 String 변수에 담을수 없다

char c1 ='A';
char c2 = "A"; // 오류 , 문자열 타입의 값은 char에 담을수 없다

// Error 
Type mismatch: cannot convert from char to String

 

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🔹 논리형 

• boolean
• 논리 값은 true / false 2가지 값만 존재한다
• true와 false는 각각 참 / 거짓 을 표현하는 자바의 예약어다
• 논리 값은 boolean 타입의 변수에만 대입할 수 있다.

boolean b1 = true;
boolean b2 = false;

boolean 합격여부 = true;
boolean 존재여부 = false;
boolean 배송완료여부 = true;
boolean 퇴사여부 = false;

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🔹 Java의 리터럴

✔ 정수 리터럴 : 코드에서 정수 값을 표현하는 방법
100 , -100 , 100_000_00 ,  0100  ,  0x100

✔ 실수 리터럴 : 코드에서 실수 값을 표현하는 방법
3.16 , -3.24 , 1.235e2

✔ 문자 리터럴 : 코드에서 한 문자를 표현하는 방법 , char 타입의 값을 표현
'A' , '가' ⬅ 문자 타입(char) 
'홍길동'   ⬅ 오류

✔ 문자열 리터럴 : 코드에서 문자열을 표현하는 방법
"ABCDEF" , "가나다라마바사아자차카타파하"
"A" ⬅ 문자열 타입 (String) A
"가" ⬅ 문자열 타입(String) 가

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📌 변수와 자료형  📌

1️⃣ 기본자료형 

정수	byte  short  int  long
실수	double  float
문자	char
논리	boolean

2️⃣  참조자료형

기본 자료형을 제외한 전부다.
문자열	String

 

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🔹 Java의 연산원칙

① 자바의 연산은 같은 타입끼리만 가능하다 ( int는 int끼리 double 은 double로 끼리끼리 연산하기)
② 자바의 연산은 연산에 참여한 값의 타입과 연산결과가 항상 동일한 타입이다
③ 자바의 연산에 참여하는 값의 타입이 서로 다른경우 , 같은 타입으로 변환 후 연산이 일어난다.

📌 타입 변환은 값의 손실이 발생하지 않는 방향으로 이루어진다 ( 적은 byte →  큰 byte )
정수 기본 int (4byte)  →  실수 기본 double (8byte)로 변하면 데이터의 손실이 생기지 않고
반대로 실수 double → int가 되면 데이터의 손실이 발생한다. ( 8byte →  4byte )

1. 크기가 작은 타입 ->> 크기가 더 큰 타입
long x = 10;
// int 타입 10 이 long 타입 10 으로 변환후 대입

2. 정밀도가 낮은 타입 ->> 정밀도가 더 높은타입
double d = 3; 
// int 타입 3이 double 타입 3.0 으로 변환후 대입된다.

 

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🔹 기본 자료형의 형변환

① 자동 형변환
     데이터의 손실이 발생하지 않는 방향으로의 형변환은 컴파일러가 자동으로 처리한다

② 강제형변환
     데이터의 손실이 발생하는 방향으로의 형변환은 자동으로 일어나지 않기 때문에 
     개발자가 강제로 형변환 방향을 지정하는 것이다.

 

// 연산에 참여한 값의 타입과 연산결과는 동일하다.
System.out.println(10 / 3);
System.out.println(10.0 / 3.0);

// 연산에 참여한 값의 타입이 서로 다른경우 같은 타입으로 변환후 연산이 일어난다
// 형변환 방향은 더 큰 데이터 타입 혹은 정밀도가 더 높은 타입으로 변환한다.
// 정수 / 실수 -> 실수 / 실수 ----> 실수

System.out.println(12 / 5.0); // 12 / 5.0 ->>>  12.0 / 5.0  ---- 2.4
System.out.println(12.0 / 5); // 12.0 / 5 ->>> 12.0 / 5.0  ---- 2.4

// 연산에 참여하는 변수의 타입과 값의 타입이 서로 다른 경우 
// 값의 타입을 변수의 타입과 같은 타입으로 변환 한 뒤에 연산이 실행된다.

double num1 = 3; // 실수 타입인데 값이 정수 ?
// double num1 = 3.0 으로 데이터 손실 없이 바뀐다.

int num2 = 3.4;  

//Type mismatch: cannot convert from double to int
// 변수 타입이 int 인데 값의 타입이 double 이다
// 변수의 타입과 같은 타입으로 값을 변환하면 데이터의 손실이 발생함
// 자동형변ㄹ환이 일어날수 없기 때문에 오류가 발생

// 강제 형변환

int num3 = (int) 3.14;
System.out.println(num3);   // 3 , 소수점 날라감

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🔹 타입 간의 형변환

정수  ↔  정수

byte x = 10;  int y = x;
int x = 10;  byte y = (byte)x;

 

실수  ↔  실수

double x = 3.14;  float y = (float) x;

정수  ↔  실수

double x = 10;
int x = (int) 3.14;

정수  ↔  문자

char x = 65;
int x = 'A';

형변환이 안 되는 경우

int x = (int)"123445";

String x = 'A';

int y = true;

boolean x = 1;

char x = "A";

 

 

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실습

 

◻ 실습 - 변수생성 , 초기화

// 변수 생성
int a; 	// 메모리에 정수를 저장할수 있는 공간이 확보가 되고 , 그 저장소를
	// a라는 변수명으로 액세스 할수 있다.
			
		
// 초기화 하지 않은 변수는 출력이나 연산에 사용 할수가 없다
//	System.out.println(a);
//	The local variable a may not have been initialized at variable.Sample01.main(Sample01.java:29
		
a = 100;	// 변수 a에 값을 대입 , 대입 / 저장하는 것을 우리는 '변수를 초기화 한다' 라고 한다.
System.out.println("a = " + a);

 

◻ 실습 - 정수

		int num1 = 100;			// 양의 정수값 저장
		int num2 = -100;		// 음의 정수값 저장
		int num3 = 100_000_000;	// 자릿수를 표현하는 정수값을 저장 
		int num4 = 010;		// 8진법으로 표현된 정수 값을 저장
		int num5 = 0x10;		// 16진법으로 표현ㅈ된 정수 값을 저장
		
		System.out.println("num1 의 값 : "+num1);
		System.out.println("num2 의 값 : "+num2);
		System.out.println("num3 의 값 : "+num3);
		System.out.println("num4 의 값 : "+num4);
		System.out.println("num5 의 값 : "+num5);
        
         long num6 = 10_000_000_000L;
	     	System.out.println("num6의 값 : " + num6);
	      
	      // 계산의 결과가 int 범위를 초과하는 경우
	      int num7 = 123456789;
	      int num8 = 123;
	      int num9 = num7*num8;
    	  System.out.println("num9의 값 : " + num9);
	      
	      long num10 = num7 * num8;
	      System.out.println("long num10 의 값 : "+ num10);
	      // long 타입으로 바꿔줬는데 왜 같은 값인 - 1994684137  num9 의 값과 같은거지 ?
        
        long num11 = (long)num7 * num8;
	      System.out.println("num11의 값 : "+num11);
        
        
        /*
        num1 의 값 : 100
	num2 의 값 : -100
	num3 의 값 : 100000000
	num4 의 값 : 8
	num5 의 값 : 16
	num6의 값 : 10000000000
	num9의 값 : -1994684137
		*/

 

◻ 실습 - 실수  ( 실수를 저장하는 방식 ? 2진법 나오고 난리 나서 이해 못함)

// 실수 자료형
		/*
		 * 
		 * float , double 
		 * 실수형의 default 자료형은 double
		 * 실수값의 대부분 double 타입의 변수로 다룬다
		 * float 타입의 변수를 사용하는 경우 거의 없다
		 */

		
		double num1 = 3.14;
		double num2 = 123.4;
		double num3 = 1.234e2; // e2는 10의 2제곱
		
		
//		float num4 = 3.14;  
		float num4 = 3.14f;  
		// Type mismatch: cannot convert from double to float
		// 실수의 기본 타입이 double 이기 때문에 실수 값은 언제나 double 타입의 값으로 생각한다
		// 실수 값을 float 타입의 변수에 대입할 때는 
		// 실수 값을 double 이 아닌 float타입으로 생각하게 해야한다
		// 그래서 실수 값에 f 혹은 F를 붙인다.

		System.out.println("num1 의 값 : "+num1);
		System.out.println("num2 의 값 : "+num2);
		System.out.println("num3 의 값 : "+num3);
		System.out.println("num4 의 값 : "+num4);
		
		// 실수 값의 연산
				// 실수 값의 연산은 프로그램에서 실수를 저장하는 방식 때문이라고 한다
				// 계산 결과에 오차가 발생 할수 있다.
		double num5 = 0.1;
		double num6 = 0.2;
		double num7 = num5 + num6;
		
		System.out.println("num7 의 값 : "+num7 );
		// 값이 왜 num7 의 값 : 0.30000000000000004           ?????????????
		//
		
		
		
	}

}

// 실수를 저장하는 방식 :  부동 소수점 방식
/*
 * 실수 = 부호 + 지수부 + 가수부
 * 
 * Ex.
 * 		-118.625    부동소수점 방식으로 저장하기 (float 타입 기준)
 * 				부호비트(1비트) + 지수부 (8비트) + 가수부 (23비트) 
 * 
 * 
 * 		1. 음수 이기 때문에 최상위 부호 비트는 1
 * 		2. 절대값 118.625를 이진법으로 변환
 * 			정수부를 변환
 * 				118을 2진법으로 바꾸면 1110110
 * 				0.625를 2진법으로 바꾸면 101
 *			결과
 *				118.625  ---> 1110110.101 
 *		3. 소수점을 이동시켜서 정수부가 한자리가 되도록 조정
 *			1110110.101 ---> 1.110110101*2^6
 *		4. 지수부에 127을 더한다
 *			6 + 127 = 133 ---> 100000101
 *		5. 부동소수점 방식으로 저장된 -118.625
 *			 1   10000101     1110110101
 * 			부호	지수부 		가수부
 *
 * 		* 부동 소수점 방식으로 실수를 저장하면 
 * 			0.625 같이 이진수 소수점으로 딱 떨어지는 수는 문제가 없지만 0.1 과 같이 
 *    		0.00011001100110011001100110011... 로 무한반복되는 이진수 실수는 아무리 큰 수를 저장하는
 *    		부동 소수점 방식이라도 메모리의 한계 때문에 어느 부분에서 끊어서 반올림 할 수 밖에 없다
 *    		
 *    컴퓨터에서 실수 값을 표현할 때는 그 값과 가장 가까운 값이 저장된다
 *
 * 실수 값의 계산 결과는 연산오차가 발생할 수 있다
 * 
 */

 

📌 실수를 저장하는 방식 ?

지수 가수부..?
변환하고 난리 났다 그래서 시원하게 이해 못 했다!
double 과 float 는 이해했고 괜히 float 써서 F , f 쓰지말고 마음 편히 double 사용하자

 

◻ 실습 - 문자형

/*
* 문자 자료형 
* char
* 문자 자료형 타입의 변수는 오직 '한 문자만' 저장할수 있다.
* 문자 자료형의 유니 코드를 지원하기 때문에 전세계의 모든 글자를 표현할 수 있다.
* 
* 만약 1글자 이상을 저장하는 경우 String 객체를 사용
* 대부분의 경우 문자 하나로 이루어진 값이라 하더라도 char 보다는 String 타입으로 다룬다
*
* 
*/
char ch1 = 'A';
char ch2 = '가';
char ch3 = '\uAC00';
char ch4 = '\uAC01';
char ch5 = 65;

String st1 = "ABC";
String st2 = "가나다라마바사";

System.out.println("ch1의 값 : "+ch1); // ch1의 값 : A
System.out.println("ch2의 값 : "+ch2); // ch2의 값 : 가
System.out.println("ch2의 값 : "+ch3); // ch3의 값 : 가
System.out.println("ch2의 값 : "+ch4); // ch4의 값 : 각
System.out.println("ch5의 값 : "+ch5);

 

◻ 실습 - 문자열

		String s1 = "홍길동";
		String s2 = "서울 특별시 종로구";
		String s3 = "홍길동 , 김유신 , 김시민 , 곽재우";
		String s4 = "010 - 123 - 6294";
		String s5 = "A";
//		String s6 = 'A';  //  Error : Type mismatch: cannot convert from char to String
		
        
		// 각각의 변수에 저장된 문자열 출력
		System.out.println(s1);
		System.out.println(s2);
		System.out.println(s3);
		System.out.println(s4);
		System.out.println(s5);
        
		// 각각의 변수에 저장된 문자열의  길이를 출력한다
               	System.out.println(s1.length());
		System.out.println(s2.length());
		System.out.println(s3.length());

 

◻ 실습 - 논리형

		boolean b1 = true;
		boolean b2 = 100 < 10;
		
		System.out.println(b1);
		System.out.println(b2);

 

◻ 실습 - 형변환

System.out.println(10 / 3);
System.out.println(10.0 / 3.0);

System.out.println(12 / 5.0); // 12 / 5.0 ->>>  12.0 / 5.0  ---- 2.4
System.out.println(12.0 / 5); // 12.0 / 5 ->>> 12.0 / 5.0  ---- 2.4

double num1 = 3; // 실수 타입인데 값이 정수 ?

// int num2 = 3.4;  Type mismatch: cannot convert from double to int
// 데이터 손실 발생 
// 자동 형변환 일어날수 없어서 오류

 

◻ 실습 - 강제 형변환

int num3 = (int) 3.14;
System.out.println("강제 형변환 : "+num3);


int kor = 80;
int eng = 70;
int math = 70;
int subCount = 3;

int total = kor + eng + math;
double avg = (double)total / subCount ;

System.out.println("평균: "+avg);