[자바] java 기초
01. 자바 프로그래밍 시작하기
프로그래밍 이란?
프로그래밍: 컴퓨터가 일을 수행 하도록 프로그래밍 언어로 명령어 집합(프로그램)을 만드는 일
컴파일 : 프로그래밍 언어를 컴퓨터가 실행 가는한 기계어로 만드는 일
컴파일러 : 기계어로 바꾸어 주는 프로그램 ( ex. 자바 컴파일러, gcc )
자바 프로그래밍
자바의 역사 : 1991년 제임스 고슬링을 비롯한 선 마이크로 시스템스 연구원들이 처음 개발 가전, 휴대용 장치에 사용되는 소프트웨어 언어로 개발됨. 안정성이 중요
자바 프로그래밍의 특징
- 플랫폼에 영향을 받지 않으므로 다양한 환경에서 사용할 수 있다.
객체 지향 언어이기 때문에 유지보수가 쉽고 확장성이 좋다.
프로그램이 안정적이다.
풍부한 기능이 제공되는 오픈 소스이다.
객체 지향 프로그래밍이 무엇인가?
프로그램의 구현을 시간의 흐름순이 아닌 객체간의 관계와 협력을 기반으로 프로그램 하는 것
Object oriented programming(OOP) 이라고 함 ( cf. 절차 지향 프로그래밍 proedural programming )
사용 하는 언어 : Java, C++, C#, Python, JavaScript, Ruby 등 다수
자바로 프로그래밍을 하면 좋은 이유는 뭔가요? (객체 지향 프로그래밍의 장점)
자바를 활용한 프로그래밍
웹 서버 구현
안드로이드 프로그래밍
게임 프로그래밍
이 과정에서 배워야 할 내용
자바 언어 익히기 (문법)
객체 지향 프로그래밍 개념을 익히고 자바로 구현하기
자료 구조의 필요성을 이해하고 구현하기
자바 언어의 정확한 이해를 통한 문제 해결하기(객체지향, 알고리즘 문제 등)
용어 정리
JDK(Java Development Kit) : 자바에서 제공되는 개발용 라이브러리. 계속 버젼이 올라가고 있음
JRE(Java Runtime Environment) : 자바 프로그램이 실행되는 환경. 8.0까지 무료로 제공 됨
JVM(Java Virtual Machine) : 자바 가상 머신으로 프로그램이 실행되는 환경인 JRE 가 설치되어 있어야 함 ----
02. 자바와 이클립스 설치하기
1. 자바 설치 하기
자바는 유료화 이후 JRE는 8.0까지만 무료 제공
2. 이클립스 설치 하기
이클립스는 지속적으로 업그레이드 됨
03. 자바 첫 프로그램 만들고 실행하기
첫 프로그램 “Hello, Java” 출력하기
package ch01;
public class HelloJava {
public static void main(String[] args) {
System.out.println("Hello, Java");
}
}
04. 컴퓨터에서 자료 표현하기
2진수로 표현
0과 1로만 데이터를 저장함
bit(1비트) : 컴퓨터가 표현하는 데이터의 최소 단위로 2진수 하나의 값을 저장할 수 있는 메모리의 크기
byte(바이트) : 1byte = 8bit
2진수와 10진수
2진수와 8진수 16진수
8비트로 5를 표현해 보면…
비트로 나타낼 수 있는 수의 범위는?
한 개의 비트로 나타낼 수 있는 수 : 0. 1 (2개)
두 개의 비트로 나타낼 수 있는 수 : 00, 01, 10, 11 (4개)
세 개의 비트로 나타낼 수 있는 수 : 000, 001, 010, 011, 100, 101, 110, 111 (8개)
2진수, 8진수, 16진수를 프로그램에서 사용하는 예제
package ch04;
public class BinaryTest {
public static void main(String[] args) {
int num = 10;
int bNum = 0B1010;
int oNum = 012;
int xNum = 0XA;
System.out.println(num);
System.out.println(bNum);
System.out.println(oNum);
System.out.println(xNum);
}
}
05. 변수(Variable)는 변하는 수입니다.
변수는 언제 쓰나요?
프로그램에서는 항상 변하는 값을 나타낼 필요가 있음 ( ex. 학생의 성적, 합계, 게임의 레벨, 회원 주소 등등…)
표현하려는 수에 맞는 데이타 타입(자료형)을 이용하여 변수를 선언
표현하려는 자료가 숫자, 문자, 문자열등 다양할 수 있으므로 그에 맞는 자료형을 사용
변수 선언과 사용하기 예제
변수 선언은 자료형과 변수 명으로 선언함 선언과 동시에 초기화 할 수 있음
package ch05;
public class VariableTest {
public static void main(String[] args) {
int age, count;
age = 10;
int level = 10000;
System.out.println(age);
System.out.println(level);
}
}
변수의 이름 만들 때…
변수 이름은 영문자(대문자, 소문자)나 숫자를 사용할 수도 있고, 특수문자 중에는 $와 _만 사용 (ex. count100, _master)
변수 이름의 시작은 숫자로 할 수 없음 ( ex. 27days(X), 1abc(X))
자바에서 이미 사용하고 있는 예약어는 사용할 수 없음 (while, break 등)
변수 이름은 프로그램내에서 사용되는 것이므로 그 용도에 맞고 가독성이 좋게 만드는것이 중요
ex) int numberOfStudent;
06. 자료형(data type) - 정수는 어떻게 표현하나요?
변수와 메모리
변수를 선언하면 해당되는 자료형의 크기 만큼 메모리가 할당
변수는 할당된 메모리를 가리키는 이름
int level = 10; // 4바이트 정수형 메모리가 level 이라는 이름으로 할당 됨
기본 자료형(primitive data type)의 종류
정수 자료형의 종류와 크기
byte와 short
byte : 1바이트 단위의 자료형 동영상, 음악 파일, 실행 파일의 자료를 처리할 때 사용
short: 2바이트 단위의 자료형 C/C++ 언어와 호환 시 사용
int
자바에서 사용하는 정수에 대한 기본 자료 형
4바이트 단위의 자료형
프로그램에서 사용하는 모든 숫자(리터럴)은 int 로 저장됨
32 비트를 초과하는 숫자는 long 자료형으로 처리
long
8바이트 자료형
숫자의 뒤에 알파벳 L 또는 l 을 써서 long 형임을 표시 함
예) int num = 12345678900; // 오류
long lnum = 12345678900; //오류
long lnumber = 12345678900L; // ok
07. 자료형(data type) - 실수는 어떻게 표현하나요?
- 부동 소수점 방식
실수는 정수 보다 정밀하기 때문에 정수와는 다른 방식으로 표현해야 함
부동 소수점 방식으로 실수 값 0.1 표현
지수부와 가수부로 표현 함
컴퓨터에서는 밑수를 2로 사용
정규화 : 가수가 밑수보다 작은 한 자리까지 가수로 표현 되는 것
컴퓨터에서는 밑수가 2 이므로 정규화를 하게 되면 가수부분의 첫 번째 자리 숫자는 항상 1임
예) 0.2 표현 0.4 X 2-1 정규화 하면 1.6 X 2-3
- float형과 double형
자바에서는 실수의 기본 타입은 dobule을 사용 함
- float 와 double 예제
package ch07;
public class DoubleTest {
public static void main(String[] args) {
double dnum = 3.14;
float fnum = 3.14F;
System.out.println(dnum);
System.out.println(fnum);
}
}
- 부동 소수점 방식의 오류
지수와 가수로 나타내는 부동 소수점 방식에서는 지수부가 0을 표현할 수 없기 때문에 약간의 오차가 발생할 수 있다
public class DoubleTest2 {
public static void main(String[] args) {
double dnum = 1;
for(int i = 0; i<10000; i++) {
dnum = dnum + 0.1;
}
System.out.println(dnum);
}
}
출력 결과
08. 자료형(data type) - 문자는 프로그램에서 어떻게 표현하여 사용하나요?
- 문자도 정수로 표현합니다.
- 어떤 문자를 컴퓨터 내부에서 표현하기 위해 특정 정수 값을 정의
- A 는 65
- 문자세트 : 각 문자를 얼마로 표현할 것인지 코드 값을 모아둔 것을 문자세트(charater set)라 함
(ex. ASKII, euc-kr, utf-8, utf-16)
- 자바에서는 문자가 어떻게 표현되나요?
자바는 문자를 나타내기 위해 전세계 표준인 UNICODE를 사용
utf-16 인코딩을 사용 (모든 문자를 2바이트로 표시)
- 문자형 변수 선언과 사용하기
문자를 위한 데이터 타입 char ch = ‘A’;
내부적으로 숫자료 표현되므로 숫자를 넣어도 문자가 출력될 수 있음
char ch2 = 66;
package ch08;
public class CharacterTest {
public static void main(String[] args) {
char ch1 = 'A';
System.out.println(ch1);
System.out.println((int)ch1);
char ch2 = 66;
System.out.println(ch2);
int ch3 = 67;
System.out.println(ch3);
System.out.println((char)ch3);
//char ch4 = -66; 음수는 대입 할 수 없음
char ch5 = '한';
char ch6 = '\uD55C';
System.out.println(ch5);
System.out.println(ch6);
}
}
참고하세요
character set: 문자를 숫자로 변환한 값의 세트
encoding: 문자가 숫자로 변환되는 것
decoding: 숫자에서 다시 문자로 변환되는 것
ASKII code: 알파벳과 숫자 특수 문자등을 1바이트에 표현하는데 사용하는 문자세트
UNICODE: 전 세계 표준으로 만든 문자 세트
UTF-8: 1바이트에서 4바이트까지 다양하게 문자를 표현할 수 있음
UTF-16: 2바이트로 문자를 표현
09. 자료형(data type)- 논리형과 자료형 없이 변수 사용하기
논리형
true(참), false(거짓) 두 가지만 나타냄
1바이트를 사용 함
값이 존재하는지, 배열이 비었는지, 결과가 참인지 거짓인지등을 표현
package ch09;
public class BooleanTest {
public static void main(String[] args) {
boolean isMarried = true;
System.out.println(isMarried);
}
}
지역 변수 자료형 없이 사용하기 ( 자바 10 지원 됨 )
Local variable type inference
추론 가능한 변수에 대한 자료형을 선언하지 않음
한번 선언하여 추론 된 변수는 다른 타입의 값을 대입 할 수 없음
지역 변수만 사용 가능
package ch09;
public class LocalVariableType {
public static void main(String[] args) {
var i = 10;
var j = 10.0;
var str = "hello";
System.out.println(i);
System.out.println(j);
System.out.println(str);
str = "test";
//str = 3;
}
}
10. 변하지 않는 상수와 리터럴, 변수의 형 변환
상수(constant) 선언하기
상수는 변하지 않는 수
원주률 3.14, 1년 12개월 등
final 예약어를 사용하여 선언
상수를 사용하면 변하지 않는 값을 반복하여 사용할 때 의미있는 문자로 인식하기 쉽고
혹, 변하더라도 선언한 부분만 변경하면 되므로 여러부분을 수정할 필요가 없음
package ch10;
public class ConstantTest {
public static void main(String[] args) {
final int MAX_NUM = 100;
final int MIN_NUM;
MIN_NUM = 0;
System.out.println(MAX_NUM);
System.out.println(MIN_NUM);
//MAX_NUM = 1000;
}
}
리터럴(literal)
프로그램에서 사용하는 숫자, 문자, 논리값을 뜻함
리터럴은 상수 풀(constant pool)에 있음
정수 리터럴은 int 로 실수 리터럴은 double 로 저장됨
정수의 범위가 넘어가는 경우는 L,l을 float로 사용하려는 경우는 F,f 식별자를 써줘야 함
형 변환 (type conversion)
서로 다른 자료형 간에 연산등의 수행을 위해 하나의 자료형으로 통일하는 것
묵시적 형 변환(explicit type conversion, 자동 형 변환)과 명시적 형 변환(implicit type conversion, 강제 형 변환)이 있음
바이트 크기가 작은 자료형에서 큰 자료형으로 형 변환은 자동으로 이루어 짐
덜 정밀한 자료형에서 더 정밀한 자료형으로읜 형 변환은 자동으로 이루어 짐
byte bNum = 10;
int iNum = bNum;
int iNum1 = 20;
float fNum = iNum2;
int iNum = 10;
byte bNum = (byte)iNum;
double dNum = 3.14;
int iNum2 = (int)dNum;
연산 중 형 변환 예제
package ch10;
public class TypeConversion {
public static void main(String[] args) {
double dNum = 1.2;
float fNum = 0.9F;
int iNum1 = (int)dNum + (int)fNum;
int iNum2 = (int)(dNum + fNum);
System.out.println(iNum1);
System.out.println(iNum2);
}
}