JAVA 공부하기(3) 🧑🏻‍💻

1. 자바의 키 입력

1.(1) System.in

System.in은 키보드 장치와 직접 연결되는 표준 입력 스트림 객체로, 키 값을 바이트 정보로 바꾸어 제공하는 저수준(low-level) 스트림 객체이다.키보드 입력을 받기 위해 System.in을 직접 사용하면 읽은 바이트 정보를 응용프로그램이 문자나 숫자로 변환해야 하는 번거로움이 있다.

그러므로 키보드에서 입력된 키를 문자나 정수, 실수, 문자열 등 사용자가 원하는 타입으로 변환해주는 고수준(high-level) 스트림 클래스 Scanner를 사용할 것을 권한다.

Scanner는 키 입력을 위한 목적으로 자바 패키지에서 제공되는 클래스이다.

1.(2) Scanner를 이용한 키 입력

지금부터 Scanner를 이용하여 키 입력 받는 방법을 알아보자

1.(2)-(1) Scanner 객체 생성

Scanner 객체는 아래 코드와 같이 생성한다.

Scanner scanner = new Scanner(System.in);

scanner 객체는 아래 그림과 같이 System.in으로 하여금 키보드로부터 입력을 받게 하고, System.in 이 반환하는 바이트 스트림을 응용프로그램의 입맛에 따라 문자, 문자열, 정수, 실수 등으로 변환하여 리턴한다.

1.(2)-(2) import 문 필요

Scanner를 사용하기 위해서는 프로그램의 맨 앞줄에 아래와 같은 코드가 필요하다.

import java.util.Scanner;

import 문은 Scanner 클래스의 경로명이 java.util.Scanner 임을 알려준다. 이 import 문이 없으면 자바 컴파일러가 Scanner 클래스 코드가 어디에 있는지 찾을 수 없다.

1.(2)-(3) Scanner 클래스로 키 입력받기

Scanner 클래스는 사용자가 입력하는 키 값을 공백(' \f ', ' \r ', ' ', ' \n ') 으로 구분되는 토큰 단위로 읽는다.

예를 들어, 아래 그림과 같이 사용자가 "Kim Seoul 20 65.1 true"를 입력하면, Scanner는 빈칸으로 끊어서 "Kim", "Seoul", "20", "65.1", "true"의 토큰 단위로 읽는다.

1.(2)-(4) Scanner 스트림 닫기

Scanner의 사용을 종료하려면 다음과 같이 닫아 준다.

scanner.close();

응용프로그램에서 Scananer를 닫는 코드가 없으면 컴파일 시에 경고가 발생하지만, 실행하는 데는 특별히 문제가 없다. 프로그램이 종료되면 자동으로 닫힌다.

1.(2)-(5) 예제

import java.util.Scanner;
public class ScannerEx {
    public static void main(String args[]){
        System.out.println("이름, 도시, 나이, 체중, 독신 여부를 빈칸으로 분리하여 입력하세요");

        Scanner scanner = new Scanner(System.in);
        String name = scanner.next();
        System.out.println("당신의 이름은 " + name + "입니다.");
        String city = scanner.next();
        System.out.println("당신이 사는 도시는 " + city + "입니다.");
        int age = scanner.nextInt();
        System.out.println("당신의 나이는" + age + "살 입니다.");
        double weight = scanner.nextDouble();
        System.out.println("당신의 체중은 " + weight + "kg입니다.");
        boolean single = scanner.nextBoolean();
        System.out.println("당신의 독신 여부는 " + single + "입니다.");

        scanner.close();
    }
}

2.연산자

2.(1) 식과 연산자

주어진 식(expression) 을 계산하여 결과를 얻어내는 과정을 연산이라고 한다. 자바의 연산 종류와 연산자는 아래 표와 같이 다양하다.

2.(2) 산술 연산

수식 계산에 사용하는 산술 연산자는 더하기(+), 뺴기(-), 곱하기(*), 나누기(/), 나머지(%) 의 5개이다. / 는 몫을 구하며, % 는 나머지를 구한다. 예를 들어, 정수 69를 이루는 10의 자리수와 1의 자리수를 분리하려면 다음과 같이 하면 된다.

69 / 10 = 6 //몫
69 % 10 = 9 //나머지

% 연산자는 또 다음과 같이 정수 %가 홀수인지 짝수인지 구분할 때 사용한다.

int r = n % 2 //r이 1이면 n은 홀수, 0이면 짝수

또한 n 의 값이 3의 배수인지 확인하기 위해 다음 코드를 사용한다.

int s = n % 3; //s가 0이면 n은 3의 배수

2.(2)-(1) 예제

import java.util.Scanner;
public class AssignmentIncDecOperator {
    public static void main(String[] args){
        Scanner scanner = new Scanner(System.in);

        System.out.println("정수를 입력하세오: ");
        int time = scanner.nextInt();
        int second = time % 60;
        int minute = (time / 60) % 60;
        int hour = (time / 60) / 60;

        System.out.println(time + "초는 ");
        System.out.println(hour + "시간, ");
        System.out.println(minute + "분, ");
        System.out.println(second + "초입니다.");

        scanner.close();
    }
}

2.(3) 증감 연산

증감 연산자 는 아래 표와 같이 ++, --의 두 가지이며, 피연산자의 앞 또는 뒤에 붙어 값을 1 증가시키거나 1 감소시킨다.

int a = 1;
a++; //a 값 1 증가, a는 2
++a; //다시 a 값 1 증가 a는 3

연산자가 변수의 앞에 붙을 때 전위 연산자라고 부르고, 뒤에 붙을 때 후위 연산자라고 부른다. 이 둘은 모두 1 증가시키는 연산을 실행하지만 연산 결과로 반환하는 값은 서로 다르다.

전위 연산자의 경우, ++a 가 계산되어 a는 2가 되고, ++a의 연산 결과로 2를 반환한다. 하지만 a++가 계산되어 a의 값은 2가 되지만, 증가되기 전 a 값을 반환하여 b의 값이 1이 된다.

2.(4) 대입 연산

대입 연산자는 아래 표와 같으며, 연산자의 오른쪽 식의 결과를 왼쪽에 있는 변수에 대입한다. 대입 연산자의 예는 다음과 같다.

int a = 1, b = 3;
a = b;    //b 값을 a에 대입하여 a=3
a += b;   //a=a+b의 연산이 이루어져, a=6, b는 3 그대로

2.(4)-(1) 예제

//대입 연산자와 증감 연산자 사용하기
public class AssignmentIncDecOperator {
    public static void main(String[] args){
        int a=3, b=3, c=3;

        a+=3; //a=a+3 = 6
        b*=3; //b=b*3 = 9
        c%=2; //c=c%2 = 1
        System.out.println("a=" + a + ", b=" + b + ", c=" +c);

        int d=3;

        a=d++;
        System.out.println("a= " + a + ", d=" + d);
        a=++d;
        System.out.println("a=" + a + ", d=" + d);
        a=d--;
        System.out.println("a=" + a + ", d=" + d);
        a = --d;
        System.out.println("a=" + a + ", d=" + d);
    }
}

실행 결과
a=6, b=9, c=1
a= 3, d=4
a=5, d=5
a=5, d=4
a=3, d=3

2.(5) 비교 연산, 논리 연산

비교 연산자는 두 개의 피연산자를 비교하여 true 또는 false 의 논리 결과를 내는 연산자이며, 논리 연산자는 노리 값을 대상으로 AND, OR, XOR, NOT의 논리 연산을 하여 논리 값을 내는 연산자이다.

밑의 표는 비교 연산자를 보여준다.

밑의 표는 논리 연산자를 각각 보여준다.

비교 논리 연산자를 복합적으로 사용할 수 있다. 예를 들어보자.

(age >= 20) && (age <30)  //나이(int age)가 20대인 경우
(c >= 'A') && (c <= 'Z')  //문자(char c)가 대문자인 경우
(x>=0)&&(y>=0)&&(x<=50)&&(y<=50) //(x,y)가 (0,0)과 (50,50)의 사각형 내에 있음

위의 첫 번째 코드를 다음과 같이 하는 오류를 범하지 않도록 주의하기 바란다.

20 <= age < 30 //오류

2.(6) 조건 연산

조건 연산자는 세 개의 피연산자로 구성되어 삼항(ternary) 연산자라고도 하며, 형식은 다음과 같다.

condition ? opr2 : opr3

2.(6)-(1) 예제

//비교 연산자와 논리 연산자 사용하기
public class LogicalOperator {
    public static void main(String[] args){
        System.out.println('a'>'b');
        System.out.println(3>=2);
        System.out.println(-1<0);
        System.out.println(3.45<=2);
        System.out.println(3==2);
        System.out.println(!(3!=2));
        System.out.println((3>2)&&(3>4));
        System.out.println((3!=2)||(-1>0));
        System.out.println((3!=2)^(-1>0));
    }
}

실행 결과

false
true
true
false
false
false
false
true
true

앞의 식에서 조건문 condition 이 true 이면 전체 식의 값은 opr2 의 값이 되고, false 이면 opr3 의 값이 된다. 예를 들어, 다음 문장은 x와 y 중 큰 값을 big 에 대입하는 문이다.

int x=5, y=3;
int big = (x>y)?x:y; //x가 y보다 크기 때문에 x 값 5가 big에 대입

//조건 연산자 사용하기
public class TernaryOperator {
    public static void main(String[] args){
        int a=3, b=5;

        System.out.println("두 수의 차는 " + ((a>b)?(a-b):(b-a)));
    }
}

2.(7) 비트 연산

비트 연산은 비트끼리 AND, OR, XOR, NOT 연산을 하는 비트 논리 연산과 비트를 오른쪽이나 왼쪽으로 이동시키는 비트 시프트 연산이 있다.

• 비트 개념
  비트 연산자(oprettor)를 설명하기 전에, 비트에 대해 간단히 알아보자. 컴퓨터의 모든 정보는 0과 1 값만 가지는 2진수로 다루어지고 저장된다. 2진수의 한 자리를 비트(bit) 라 부르며, 8개 비트를 바이트(byte) 라고 한다. 십진수 10을 한 바이트로 표현하면 00001010 이다.

• 비트 논리 연산
  비트 논리 연산은 피연산자의 각 비트들끼리 이루어지는 AND, OR, XOR, NOT의 논리 연산으로 아래 표와 같이 총 4개의 연산자가 있으며, 아래 그림은 비트 논리 연산의 사례를 보여준다.
  
  

2.(8) 시프트 연산

시프트 연산자(shift operator) 역시 각 비트들을 대상으로 연산이 이루어지며 아래 표와 같이 3개의 연산자가 있다. float, double, boolean 시프트 연산을 할 수 없다. 아래 그림은 여러 시프트 연산의 실행 과정을 보여준다. >> 와 << 를 이용하면, 한 번 시프트 할 때마다 각각 나누기 2, 곱하기 2의 효과가 나타난다.

2.(8)-(1) 예제

//비트 연산자와 시프트 연산자 사용하기
public class BitShiftoperator {
    public static void main(String[] args){
        short a = (short)0x55ff;
        short b = (short)0x00ff;

        System.out.println("[비트 연산 결과]");
        System.out.printf("%04\n", (short)(a&b));
        System.out.printf("%04\n", (short)(a|b));
        System.out.printf("%04\n", (short)(a^b));
        System.out.printf("%04\n", (short)(~a));

        byte c = 20;
        byte d = -8;

        System.out.println("[시프트 연산 결과]");
        System.out.println(c << 2);
        System.out.println(c >> 2);
        System.out.println(d >> 2);
        System.out.printf("%x\n", (d >>> 2));
    }
}