2주차 과제

자바 데이터 타입, 변수 그리고 배열

학습 목표

자바의 프리미티브 타입, 변수 그리고 배열을 사용하는 방법을 익힙니다.

프리미티브 타입 종류와 값의 범위 그리고 기본 값

프리미티브 타입은 기본(원시) 타입
정수, 실수, 문자, 논리 리터럴을 직접 저장하는 타입

정수 타입

타입	메모리 사용 크기	기본값	값 범위
byte	1byte / 8bit	0	-2^7^ ~ 2^7^-1 (-128 ~ 127)
char	2byte / 16bit	'\u0000'	0 ~ 2^16^-1(유니코드: \u0000 ~ \uFFFF, 0 ~ 65535)
short	2byte / 16bit	0	-2^15^ ~ 2^15^-1 (-32,768 ~ 32,767)
int	4byte / 32bit	0	-2^31^ ~ 2^31^-1 (-2,147,483,648 ~ 2,147,483,647)
long	8byte / 64bit	0L	-2^63^ ~ 2^63^-1

실수 타입

타입 메모리 사용 크기 기본값 값 범위

float 4byte / 32bit 0.0f (+/-)1.4E-45 ~ (+/-)3.4028235E38

double 8byte / 64bit 0.0d or 0.0 (+/-)4.9E-324 ~ (+/-)1.7976931348623157E308
논리 타입

타입 메모리 사용 크기 기본값 값 범위

boolean 1byte / 8bit false true, false
각 메모리 크기별로 값 범위가 지정된 이유

프리미티브 타입과 레퍼런스 타입

자바의 데이터 타입 분류 : 프리미티브 타입, 레퍼런스 타입

프리미티브 타입

프리미티브 타입은 기본(원시) 타입
정수, 실수, 문자, 논리 리터럴을 직접 저장하는 타입
변수에 저장하는 값은 실제 값

레퍼런스 타입

레퍼런스 타입은 참조 타입
객체(Object)의 번지를 참조하는 타입
배열, 열거, 클래스, 인터페이스 타입
변수에 저장하는 값은 실제 값을 가리키고 있는 메모리의 주소

출처 : 신용권, 『이것이 자바다』, 한빛미디어(2015), p.139

각 타입의 메모리 저장 구조

// 프리미티브 타입
int year = 2020;
double eyesight = 1.2;

// 레퍼런스 타입
String name = "mongzza";
String food = "tteokbokki";

출처 : 신용권, 『이것이 자바다』, 한빛미디어(2015), p.139

변수는 스택 영역에 생성
참조 타입 변수의 객체는 힙 영역에 생성
참조 타입은 실제 값(ex. 문자열)을 힙의 객체에 저장

리터럴

소스 코드 내에서 직접 입력된 값
값의 종류에 따라 정수 리터럴, 실수 리터럴, 문자 리터럴, 논리 리터럴로 구분
일반적으로 리터럴은 '상수'와 같은 의미이지만 프로그램에서의 상수의 의미와 구분하기 위해 '리터럴'이라는 용어 사용
- 상수 : 값을 한 번 저장하면 변경할 수 없는 변수
정수 리터럴
- 저장 타입은 byte, char, short, int, long
- 소수점이 없는 정수 리터럴은 10진수
  - 0, 98, -100
- 0으로 시작하는 정수 리터럴은 8진수
  - 08, -03
- 0x 또는 0X로 시작, 0~9 숫자, ABCDEF 또는 abcdef로 구성된 리터럴은 16진수
  - 0x5, 0xA, 0xB3, 0xAC08
- 언더바(_) 사용해서 가독성 있는 정수 표현 가능
  - 1_000_000
실수 리터럴
- 저장 타입은 float, double
- 소수점이 있는 실수 리터럴은 10진수 실수
  - 0.38, -3.14
- 대문자 E 또는 소문자 e를 포함한 리터럴은 10진수 지수와 가수10
  - 5E7 (= 5 x 10^7^)
  - 0.12e-5 (= 0.12 x 10^-5^)
문자 리터럴
- 저장 타입은 char
- 작은따옴표로 묶은 텍스트는 하나의 문자 리터럴
  - 'G', '손', '\t', '\n'
문자열 리터럴
- 저장 타입은 String
- 큰따옴표로 묶은 텍스트는 문자열 리터럴
  - "안녕하세요", "탭 \t 만큼 이동", "개행 \n 문자"
논리 리터럴
- 저장 타입은 boolean
- true와 false는 논리 리터럴

변수 선언 및 초기화하는 방법

변수 선언

타입 변수명; 으로 변수 선언
- int score; float eyesight; char star;
선언한 타입에 따라 사용할 수 있는 값의 종류와 범위가 달라지므로 신중히 판단 후 선언
변수가 어떤 값을 저장하고 있는지 쉽게 알 수 있도록 의미 있는 이름 사용

변수명은 자바가 정한 명명 규칙 적용

규칙	예시
첫 번째 글자는 문자, '$', '_'만 가능 숫자로 시작 불가능	가능 : price, $price, _company 불가능 : 1v, @speed, $#value
영어 대소문자 구분	firstname과 firstName은 다른 변수
[관례] 첫 문자는 영어 소문자, 다른 단어를 붙일 경우 이어 붙이는 첫 문자에 대문자 사용	maxSpeed, firstName, carColor
문자 길이 무제한
자바 예약어는 사용 불가능	private, class, null, catch 등 사용 시 컴파일 에러 발생

변수 초기화

선언한 변수에 대입 연산자(=)를 사용하여 변수 초기화
```
int score;
score = 100;
```
선언과 동시에 초기화 가능
```
int score = 100;
```

변수의 스코프와 라이프타임

변수의 종류는 인스턴스 변수, 클래스 변수, 로컬 변수

인스턴스 변수

클래스 내에서 메소드나 블록의 외부에 선언하는 변수

class Example {
  int x, y; // 인스턴스 변수

  void method() {
    . . .
  }

  public static void main(String[] args) {
    . . .
  }

}

스코프
- static 메소드를 제외한 클래스 블록 내부에서 사용 가능
라이프타임
- 객체가 공간 할당 받으면 생성, 힙메모리에서 제거되면 삭제
- 해당 객체가 메모리에 머물러있는 동안 생명 유지

클래스 변수

클래스 내에서 메소드나 블록의 외부에 static으로 선언하는 변수

class Example {
  static int result; // 클래스 변수

  void method() {
    . . .
  }

  public static void main(String[] args) {
    . . .
  }
}

스코프
- 클래스 블록 내부 전역에서 사용 가능
라이프타임
- 클래스가 메모리에 로드되어있는 동안 또는 프로그램이 종료될 때까지 생명 유지

로컬 변수

인스턴스 변수와 클래스 변수가 아닌 모든 종류의 변수

메소드의 파라미터 변수도 포함

class Example {
  void method(int x, int y) { // 로컬 변수
    int sum = x + y; // 로컬 변수
    System.out.println(sum);
  }

}

스코프
- 로컬 변수가 선언된 순간부터 선언되어있는 블록이 끝날 때까지 사용 가능
라이프타임
- 선언되어있는 블록이 실행 종료될 때까지 생명 유지
- [참고] 인스턴스와 클래스 멤버의 라이프타임 차이 때문에 클래스 멤버에서는 인스턴스 멤버를 참조할 수 없고(클래스 멤버 생성 시점에 인스턴스 멤버는 미생성), 인스턴스 멤버에서는 클래스 멤버 참조 가능

변수의 스코프

변수는 중괄호 {} 블록 내에서 선언되고 사용
중괄호 블록은 클래스, 생성자, 메소드, 각종 제어문 예약어, 예외처리 예약어 등에서 사용
변수는 블록 내 어디서든 선언 가능하지만 선언된 블록 내에서만 사용 가능
변수 스코프를 벗어나서 사용할 경우 컴파일 에러 발생
인스턴스 변수명, 클래스 변수명과 똑같은 변수명을 로컬 변수명으로는 사용 가능
- 인스턴스 변수명에 this 키워드 사용
- 클래스 변수명에 클래스.변수 사용

로컬 변수명은 중첩된 블록 내에서 똑같은 변수명 사용 불가능

class Example {
  int x, y;           // 인스턴스 변수
  static int result;  // 클래스 변수

  void method(int x, int y) { // 로컬 변수
    this.x = x;
    this.y = y;

    int sum = x + y; // 로컬 변수
    System.out.println(sum);

    Example.result = sum;
  }

  void otherMethod() {
    int x, y;

    {
      int x = 5; // 동명 로컬 변수 생성. 에러 발생
    }
  }

  void anotherMethod(int x) {
    int y = 1;
    if (x > 0) {
      int sum = x + y;
    }

    System.out.println(sum); // sum 변수 선언된 블록 이미 종료. 에러 발생
  }
}

타입 변환, 캐스팅 그리고 타입 프로모션

타입 변환

데이터 타입을 다른 데이터 타입으로 변환하는 것
타입 변환의 종류는 자동(묵시적) 타입 변환, 강제(명시적) 타입 변환
자동 타입 변환(Promotion)
- 프로그램 실행 중 자동으로 타입 변환 발생
- 작은 크기(메모리)를 가지는 타입이 큰 크기를 가지는 타입에 저장될 때 발생
  큰 크기 타입 = 작은 크기 타입
- 크기 순으로 byte(1) < short(2) < int(4) < long(8) < float(4) < double(8)
  - long < float인 이유는 float가 표현할 수 있는 값의 범위가 더 크기 때문
- 작은 그릇의 물을 큰 그릇에 담는 것과 마찬가지이기 때문에 데이터 손실 미발생
```
// 정수 -> 실수 변환 시 끝자리 .0 저장
int intValue = 200;
double doubleValue = intValue; // == 200.0

// 문자 -> 정수 변환 시 유니코드 값 저장
char charValue = 'A';
int intValue = charValue; // == 65
```
- 예외
  - char는 byte보다 큰 크기지만 char는 양수 범위만 가능하기 때문에 음수도 저장 가능한 byte 타입은 char로 자동 변환 불가능
  - => 강제 타입 변환으로 해결
강제 타입 변환(Casting)
- 큰 데이터 타입을 작은 데이터 타입으로 쪼개서 저장
- 캐스팅 연산자 '()' 사용
  작은 크기 타입 = (작은 크기 타입)큰 크기 타입
- 변환하려는 작은 타입이 가질 수 있는 범위의 값보다 큰 타입의 값이 클 경우 데이터 손실 발생
- int 타입에 저장된 값이 유니코드 범위(0~65535)라면 (char) 캐스팅 연산자를 사용해 변환 가능
- 실수타입 -> 정수타입 변환 시 소수점 이하는 버리고 정수만 저장
- 주의할 점
  - 손실이 발생하지 않도록, 변환할 타입의 최소값과 최대값을 벗어나는지 반드시 검사 필요
  - 각 타입별 최대값, 최소값 상수 활용 (ex. Integer.MAX_VALUE, Integer.MIN_VALUE)
  - int -> float 대신 int -> double 지향
    - float = 부호(1bit) + 지수(8bit) + 가수(23bit)
    - double = 부호(1bit) + 지수(11bit) + 가수(52bit)
    - int(32bit)가 가수 크기로 표현 가능한 값이어야 값 손실 없이 변환 가능

연산식에서 서로 다른 타입의 피연산자가 있을 경우, 두 피연산자 중 크기가 큰 타입으로 자동 변환 후 연산 수행

int intValue = 10;
double doubleValue = 5.5;

double result = intValue + doubleValue; // == 15.5
int sum = intValue + (int)doubleValue;  // == 15 (int로 사용할 경우 강제 타입 변환)

char charValue = 'A';
int result = charValue + 1; // == 66 (자동 변환)
charValue = (char) result;  // == 'B'

1차 및 2차 배열 선언하기

배열

같은 타입의 많은 데이터를 효율적으로 다룰 수 있는 방법
같은 타입의 데이터를 연속된 공간에 나열시키고, 각 데이터에 인덱스를 부여한 자료구조
한 번 생성된 배열은 길이 수정 불가
- 새로 생성하고 기존 배열 복사
레퍼런스 변수이고 객체이기 때문에 힙 영역에 생성

배열 선언

1차원 배열 선언 방법
- 타입[] 변수; 타입 변수[];
- String[] foods = {"떡볶이", "치킨", "치즈볼"}
- 중괄호는 주어진 값을 항목으로 가지는 배열 객체를 힙에 생성하고 배열 객체의 주소값을 반환
- 이미 선언된 배열 변수에 나중에 값을 추가하는 경우
  - new 연산자로 객체 생성 후 값 목록 지정
```
String[] foods;
foods = {"떡볶이", "치킨", "치즈볼"}; // 컴파일 에러
foods = new String[] {"떡볶이", "치킨", "치즈볼"}; // 성공
```
- 메소드의 매개값으로 배열 전달하는 경우
  - new 사용
```
int sum = add(new int[]{3, 4, 5});
```
- 배열 객체 미리 생성 후 추후 값만 변경하는 경우
  - 반드시 배열 크기를 알고 있어야 가능
  - 각 배열 값은 데이터 타입의 기본값으로 자동 초기화
```
타입[] 변수 = new 타입[길이];
String[] foods = new String[3]; // foods[0]~food[2]는 null로 초기화
```
2차원 배열 선언 방법
- 타입[][] 변수; 타입[][] 변수 = new 타입[행크기][열크기]
- int[][] matrix = new int[2][3];
- 2차원 배열 저장 구조
  출처 : 신용권, 『이것이 자바다』, 한빛미디어(2015), p.162
- 수학 행렬 구조가 아닌 계단식 구조 사용 가능
```
int[][] matrix = new int[2][];
matrix[0] = new int[2]; // matrix[0][0], matrix[0][1]
matrix[1] = new int[3]; // matrix[1][0], matrix[1][1], matrix[1][2]
```

타입 추론, var

참고 : https://www.notion.so/2-00ffb2aeb41d450aa446675b8a9e91d5 https://www.youtube.com/watch?v=tjj-XLk4CSA

타입 추론 (Type Inference)

컴파일러가 타입을 유추하는 것
자바의 컴파일러는 컴파일 시 타입 정보 제거
실행 시 Object 인스턴스로 넘어가고 이 때 적절한 타입으로 캐스팅
Java 10 이전까지는 제네릭, 람다에 대한 타입 추론만 지원

var

Java 10부터 변수에 대한 타입 추론을 지원하는 var 추가
키워드는 아니기 때문에 변수명, 메소드명, 패키지명으로 사용 가능
클래스명 인터페이스명으로는 사용 불가
로컬 변수로 선언 가능하고, 선언과 동시에 초기화 필수
for문 인덱스로 사용 가능
try-with-resource문 변수로 사용 가능
컴파일러는 초기화 값을 통해 타입 유추
주의할 점
- 다이아몬드 연산자에 사용 시 컴파일 에러 발생 var messages = new ArrayList<>(); // 컴파일 에러
- 코드를 이해하는데 어려움이 있을 수 있기 때문에 변수 네이밍 중요

올바른 사용 방법

var success1 = 1;
var success2 = new int[4];
var success3 = java.util.List.of(1, 2); // List<Integer>
var success4 = "x".getClass();          // Class<? extends String>
var success5 = new ArrayList<String>();

틀린 사용 방법

var fail1 = 2, fail2 = 3.4; // multiple declarators
var fail3[] = new int[4];   // extra braket pairs
var fail4;                  // no initializer
var fail5 = {6};            // array initializer
var fail6 = () -> "hello";  // lambda not in an assignment context
var fail7 = null            // null type

[참고] var가 추가되면서 non-denotable type 사용 가능

void method() {
  // non-denotable type
  (new Object() {
    public void foo() {
      System.out.println("foo");
    }
  }).foo();

  // java10 이전
  Object before10 = new Object() {
    public void foo() {
      System.out.println("foo");
    }
  };
  before10.foo(); // 런타임 에러

  // java10 이후
  var after10 = new Object() {
    public void foo() {
      System.out.println("foo");
    }
  };
  after10.foo(); // 실행 가능
}

Reference

신용권, 『이것이 자바다』, 한빛미디어(2015), p.30-59, 138-139
자바 - 타입에 따른 변수의 기본값
Scope and lifetime of variables in Java
Java Lambda (2) 타입 추론과 함수형 인터페이스
Java의 var
[인포큐] 자바 10 지역 변수 타입 추론
Java 10 Released

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학습 목표

프리미티브 타입 종류와 값의 범위 그리고 기본 값

프리미티브 타입과 레퍼런스 타입

프리미티브 타입

레퍼런스 타입

각 타입의 메모리 저장 구조

리터럴

변수 선언 및 초기화하는 방법

변수 선언

변수 초기화

변수의 스코프와 라이프타임

인스턴스 변수

클래스 변수

로컬 변수

변수의 스코프

타입 변환, 캐스팅 그리고 타입 프로모션

타입 변환

1차 및 2차 배열 선언하기

배열

배열 선언

타입 추론, var

타입 추론 (Type Inference)

var

Reference

타입	메모리 사용 크기	기본값	값 범위
float	4byte / 32bit	0.0f	(+/-)1.4E-45 ~ (+/-)3.4028235E38
double	8byte / 64bit	0.0d or 0.0	(+/-)4.9E-324 ~ (+/-)1.7976931348623157E308

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