[TOC]
- 프로그램에서 데이터를 처리하여 결과를 산출하는 것
- 연산에 사용되는 표시나 기호
- 연산되는 데이터
- 연산자와 피연산자를 이용하여 연산의 과정을 기술한 것
// +, -, *, == 은 연산자
// x, y, z는 피연산자
x + y
x - y
x * y + z
x == y- 산술 연산자 ⇒ 결과값이 숫자 타입 (byte, short, int, long, float, double)
- 비교 연산자 ⇒ 결과값이 논리 타입 (boolean)
- 논리 연산자 ⇒ 결과값이 논리 타입 (boolean)
-
연산자 수가 아무리 많아도 두 개 이상의 값을 산출하는 연산식은 없음
-
하나의 값이 올 수 있는 곳이면 어디든지 값 대신에 연산식을 사용할 수 있음
int result = x + y;
-
연산식은 다른 연산식의 피연산자 위치에도 올 수 있음
boolean result = (x + y) < 5;
-
사칙연산을 하는 연산자
-
boolean 타입을 제외한 모든 기본 타입에 사용할 수 있음
-
피연산자들의 타입이 동일하지 않을 경우 피연산자들의 타입을 일치시킨 후 연산을 수행
-
피연산자들이 모두 정수 타입이고, int 타입 (4 byte)보다 크기가 작은 타입일 경우
→ 모두 int 타입으로 변환 후, 연산 수행 ⇒ 결과는 int
-
피연산자들이 모두 정수 타입이고, long 타입이 있을 경우
→ 모두 long 타입으로 변환 후, 연산 수행 ⇒ 결과는 long
-
피연산자 중 실수 타입 (float, double)이 있을 경우
→ 크기가 큰 실수 타입으로 변환 후, 연산 수행 ⇒ 결과는 실수 타입
byte byte1 = 1; byte byte2 = 2; byte byte3 = byte1 + byte2; // 컴파일 에러 // long 타입을 제외한 정수의 산술 연산은 무조건 int 타입으로 변환 후 연산을 수행하고, // 산출 타입도 int 이기 때문 int result = byte1 + byte2; // 이게 맞는 코드
- 왜 int 로 변환?
- ⇒ 자바 가상 기계 (JVM)가 기본적으로 32비트 단위로 계산하기 때문
int int1 = 10; int int2 = 4; int result2 = int1 / int2; // 2 double result3 = int1 / int2; // 2.5가 아닌 2.0
-
2.5를 얻고 싶다면, 아래와 같이 피연산자 중 최소한 하나는 실수 타입이어야 함
double result3 = (int1*1.0) / int2; double result3 = (double) int1 / int2; double result3 = int1 / (double) int2;
-
-
char 타입도 정수 타입이므로 산술 연산이 가능함 (결과는 int)
char c1 = 'A' + 1; char c2 = 'A'; char c3 = c2 + 1; // 컴파일 에러 // char를 얻고 싶으면, 강제 타입 변환 (캐스팅) 필요 char c4 = (char) (c2 + 1);
- 오버플로우 탐지
- 정확한 계산은 정수 사용
- NaN 과 Infinity 연산
- 입력값의 NaN 검사
- 연산 후의 산출값이 산출 타입으로 충분히 표현 가능한지 살펴봐야 함
- 산출 타입으로 표현할 수 없는 값이 산출되었을 경우, 오버플로우가 발생하고 쓰레기값을 얻을 수 있기 때문
- 예외 처리가 필요 (ArithmeticException)
-
정확하계 계산해야 할 때는 부동소수점 (실수) 타입을 사용하지 말자
public class AccuracyExample1 { public static void main(String[] args) { int apple = 1; double pieceUnit = 0.1; int number = 7; double result = apple - number*pieceUnit; System.out.println("사과 한 개에서") System.out.println(number*pieceUnit+" 조각을 빼면 "); System.out.println(result + "조각이 남는다."); // 결과는 0.3이 아닌 0.299999999....3 } }
-
result가 0.3이 아닌 이유?
- 부동소수점 타입 (float, double)은 0.1을 정확히 표현할 수 없어 근사치로 처리하기 때문
public class AccuracyExample2 { public static void main(String[] args) { int apple = 1; int totalPieces = apple * 10; // 정확한 계산을 위해서는 정수 연산을 이용해야 함 int number = 7; int temp = totalPieces - number; double result = temp / 10.0; } }
-
-
/ 나 % 연산자는 좌측 피연산자가 정수 타입인 경우에, 나누는 수인 우측 피연산자는 0을 사용할 수 없음
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0으로 나누면, 컴파일은 되지만, 실행 시 ArithmeticException 이 발생함
5 / 0 // ArithmeticException 예외 발생 5 % 0 // ArithmeticException 예외 발생
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자바는 프로그램 실행 도중 예외가 발생하면 실행이 즉시 멈추고 프로그램이 종료됨
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Arithmetic Exception 이 발생했을 경우 프로그램이 종료되지 않도록 하려면 예외처리를 해야함
try { int z = x % y; } catch (ArithmeticException e) { System.out.println("0으로 나누면 안됨"); }
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실수 타입인 0.0 또는 0.0f 로 나누면 ArithmeticException 이 발생하지 않음
- / 연산의 결과는 Infinity (무한대) 값을 가짐
- % 연산의 결과는 NaN (Not a Number) 을 가짐
5 / 0.0 // Infinity 5 % 0.0 // NaN
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연산의 결과가 Infinity 또는 NaN이 나오면 다음 연산을 수행하면 안됨
⇒ 이 값들과 산술 연산을 하면 어떤 수와 연산하더라도 Infinity 또는 NaN이 산출되기 때문
Infinity + 2 // Infinity NaN + 2 // NaN
-
프로그램 코드에서 결과가 Infinity 또는 NaN인지 확인하려면 아래 두 메소드 이용
- Double.isInfinite()
- Double.isNaN()
- 부동소수점 (실수) 을 입력받을 때는 반드시 NaN 검사를 해야함
- NaN 검사는 == 연산자를 통해 조사하면 안되고, Double.isNaN() 메소드를 사용해야 함
- NaN 은 != 연산자를 제외한 모든 비교 연산자를 사용할 경우 false 값을 리턴하기 때문
-
정수 타입 (byte, short, int, long)의 피연산자에만 사용
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피연산자를 2진수로 표현했을 때 비트값인 0 → 1, 1 → 0으로 반전
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연산 후, 부호 비트인 최상위 비트를 포함하여 모든 비트가 반전됨
- 부호가 반대인 새로운 값 산출됨
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산출 타입은 int 타입
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피연산자는 연산을 수행하기 전에 int 타입으로 변환되고, 비트 반전이 일어남
byte v1 = 10; byte v2 = ~v1; // 컴파일 에러 int v3 = ~v1; // 정상
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비트 반전 연산자를 이용하여 부호가 반대인 정수 구하기
byte b1 = 10; int b2 = ~b1 + 1;
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자바에서는 Integer.toBinaryString() 메소드를 제공 : 정수값을 총 32비트의 이진 문자열로 리턴
- Integer.toBinaryString() 메소드
- 앞의 비트가 모두 0이면, 0은 생략되고 나머지 문자열만 리턴함
- Integer.toBinaryString() 메소드
- 데이터를 비트 (bit) 단위로 연산
- 0 과 1이 피연산자가 됨
- 0과 1로 표현이 가능한 정수 타입만 비트 연산을 할 수 있음 (실수 타입인 float와 double 은 비트 연산 불가)
기능에 따라 구분
- 비트 논리 연산자 (&, |, ^, ~) ⇒ 0과 1을 연산
- 비트 이동 연산자 (<<, >>, >>>) ⇒ 비트를 좌측 또는 우측으로 이동하는 연산자
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피연산자가 boolean 타입 ⇒ 일반 논리 연산자
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피연산자가 정수 타입 ⇒ 비트 논리 연산자
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예제 : 45와 25를 비트 논리 연산
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비트 연산자는 피연산자를 **int 타입(4 byte)**으로 자동 타입 변환 후 연산을 수행
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byte, short, char 타입을 비트 논리 연산하면 그 결과는 int 타입이 됨
byte num1 = 45; byte num2 = 25; byte result = num1 & num2; // 컴파일 에러 int result2 = num1 & num2; // 정상
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정수 데이터의 비트를 좌측 또는 우측으로 밀어서 이동시키는 연산자
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비트 이동 연산자 예제
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대소 또는 동등을 비교해서 boolean 타입인 true / false를 산출
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대소 연산자는 boolean 타입을 제외한 기본 타입에 사용 가능
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동등 연산자는 모든 타입에 사용 가능
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비교 연산자는 조건문, 반복문에 주로 이용되어 실행 흐름 제어
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피연산자가 char 타입이면, 유니코드 값으로 비교 연산 수행
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타입 변환을 통해 피연산자의 타입을 일치 시킴
'A' == 65 // true, 'A' 가 int 타입으로 변환되어 65가 된 다음 65 == 65로 비교 3 == 3.0 // int 타입인 3을 double 타입으로 변환한 후 3.0 == 3.0 으로 비교
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예외
0.1 == 0.1f // false (float) 0.1 == 0.1f
⇒ 이진 포맷의 가수를 사용하는 모든 부동소수점 타입은 0.1을 정확히 표현 할 수 없어
⇒ 0.1f는 0.1의 근사값으로 표현되어 0.1000000149011612 와 같은 값이 되기 때문에, 0.1보다 큰 값이 됨
⇒ 피연산자를 모두 float 타입으로 강제 타입 변환한 후에 비교 연산을 하면 됨
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String 타입의 문자열을 비교할 때는 → 대소 연산자를 사용할 수 없고, 동등 비교 연산자는 사용 가능하나 문자열이 같은지 다른지를 비교하는 용도 X
String strVar1 = "값1";
String strVar2 = "값1";
String strVar3 = new String("값1");
[출처] : 이것이 자바다 - 신용권의 Java 프로그래밍 정복 1권 p.90 (그림은 제가 직접 그렸습니다)
String 객체의 참조
strVar1 == strVar2 // true
strVar2 == strVar3 // false- String 객체의 문자열만을 비교하고 싶으면, == 연산자가 아닌 equals() 메소드를 사용해야 함
- 논리곱, 논리합, 배타적 논리합, 논리 부정 연산을 수행
- 피연산자로 boolean 타입만 사용 가능
-
&&와 & 는 산출 결과는 같지만 연산 과정이 다름
-
&& 는 앞의 피연산자가 false이면 뒤의 피연산자를 평가하지 않고 바로 false 를 결과로 냄
⇒ 하나라도 false이면 결과는 어차피 false이기 때문
-
but, & 연산자는 두 개의 피연산자 모두를 평가해서 산출 결과를 냄
- & 보다 &&가 더 효율적으로 동작
- ||와 | 도 마찬가지로 동작
-
-
어떤 객체가 어떤 클래스의 인스턴스인지 확인하기 위한 연산자
-
좌항 : 객체
-
우항 : 타입
-
좌항의 객체가 우항의 인스턴스이면 -> true
- 즉, 우항의 타입으로 객체가 생성되었다면 true
- 아니면 false
-
instanceof 연산자는 매개값의 타입을 조사할 때 주로 사용됨
-
메소드 내에서 강제 타입 변환이 필요할 경우 반드시 매개값이 어떤 객체인지 instanceof 연산자로 확인하고 안전하게 강제 타입 변환을 해야함
public void method(Parent parent) { // Parent 매개변수가 참조하는 객체가 Child인지 조사 if (parent instanceof Child) { Child child = (Child) parent; } }
- instanceof 연산자로 타입을 확인하지 않고 강제 타입 변환을 시도한다면,
ClassCastException이 발생
- instanceof 연산자로 타입을 확인하지 않고 강제 타입 변환을 시도한다면,
- 오른쪽 피연산자의 값을 좌측 피연산자인 변수에 저장
- 연산자들 중 가장 낮은 연산 순위 ⇒ 제일 마지막에 수행됨
- 연산 진행 방향이 오른쪽에서 왼쪽
Java 1.8 에 추가된 람다식에서 사용되는 연산자
람다식
- 식별자 없이 실행 가능한 함수
- 함수인데 함수를 따로 만들지 않고 코드한줄에 함수를 써서 그것을 호출하는 방식
- 매개변수를 이용하여 중괄호를 실행한다는 의미
Runnable r = new Runnable() {
@Override
public void run() {
System.out.print("Run method");
}
};Runnable r = ()-> System.out.print("Run method")- 세 개의 피연산자를 필요로 하는 연산자
- 앞의 ? 조건식에 따라 콜론 (:) 앞 뒤의 피연산자가 선택됨 ⇒ 조건 연산식
[출처] : https://www.geeksforgeeks.org/java-ternary-operator-with-examples/
int score = 95;
char grade = (score > 90) ? 'A' : 'B'int score = 95;
char grade;
if (score > 90) {
grade = 'A';
} else {
grade = 'B';
}- 대부분의 연산자는 왼쪽에서부터 오른쪽으로 연산을 시작
[출처] : http://adminschool.net/doku.php?id=study:java:javachobo:ch3
public String getGrade(int score) {
String grade = "";
switch (score) {
case score >= 90:
grade = "A";
break;
case score >= 80:
grade = "B";
break;
case score >= 70:
grade = "C";
break;
case score >= 60:
grade = "D";
break;
case score >= 50:
grade = "E";
break;
default:
grade = "F";
break;
}
}-
case문 내에 여러 개의 값을 이용할 수 있음
-
블록을 사용 가능
-
break로 값을 반환하던 것이yield를 이용하도록 변경private static int getValueViaYield(String mode) { int result = switch (mode) { case "a", "b": yield 1; case "c": yield 2; case "d", "e", "f": // do something here... System.out.println("Supports multi line block!"); yield 3; default: yield -1; }; return result; }
- 이것이 자바다 - 신용권의 Java 프로그래밍 정복 [한빛미디어]
- https://mkyong.com/java/java-13-switch-expressions/
- https://coding-factory.tistory.com/265
- https://qastack.kr/programming/15146052/what-does-the-arrow-operator-do-in-java
- https://www.geeksforgeeks.org/java-ternary-operator-with-examples/
- https://medium.com/@katekim720/%EC%97%B0%EC%82%B0%EC%9E%90%EB%B6%80%ED%84%B0-%EC%A1%B0%EA%B1%B4-%EB%B0%98%EB%B3%B5%EB%AC%B8%EA%B9%8C%EC%A7%80-3d5cec6513d4
-
중간값 구하기
public static void main(String[] args) { int start = 2_000_000_000; int end = 2_100_000_000; int mid = (start + end) / 2; // 오버플로우 발생의 가능성이 있음 int mid = start + (end - start) / 2; int mid = (start + end) >>> 1; }