Java Study : 3주차 정리

제어 흐름 이해하기

조건문

주어진 조건에 따라 다른 문장을 선택할 수 있도록 프로그래밍하는 것

조건 연산자로도 구현 가능

• if문
  • if(조건식) {
       수행문;  //조건식이 참일 경우에 이 문장을 수행
    }
• if ~ else문
  • if(조건식) {
        수행문1; //조건식이 참일 경우 이 문장을 수행
    }
    else {
        수행문2; //조건식이 거짓일 경우 이 문장을 수행
    }
• ii~else if~else문
  • if(조건식1) {
        수행문1;   //조건식1이 참일 경우 이 문장을 수행
    }
    else if(조건식2){
        수행문2;   //조건식2가 참일 경우 이 문장을 수행
    }
    else if(조건식3){
        수행문3;   //조건식3이 참일 경우 이 문장을 수행
    }
    else {
        수행문4;   //위의 조건이 모두 해당하지 않는 경우에 수행
    }
    수행문5;   //if~else if~else문이 끝난 후 수행함 
• switch~case문
  • 결과가 정수 또는 문자열 값이고 그 값에 따라 수행되는 경우가 각각 다른 경우에 자주 사용한다.
  • 여러 문장이 있어도 { }를 사용하지 않는다.
  • case : ~ break; 까지가 조건에 해당하는 문장이고 일치하는 case가 없다면 default 코드가 수행된다.
  • 자바 7부터는 case 값에 문자열도 사용이 가능하다.
  • switch(조건) {
        case 값1:
            수행문1;
            break;
        case 값2:
            수행문2;
            break;
        case 값3:
            수행문3;
            break;
        default:
            수행문4;
    }

 

반복문

반복되는 일을 처리하기 위해 사용하는 것

• while문
  • 조건식이 참인 동안 수행문 반복해서 수행한다.
  • while(조건식) {
        수행문1;   //조건식이 참인 동안 반복 수행
    }
    수행문2;   //조건식이 거짓이 되면 수행
• do~while문
  •  { } 안의 문장을 무조건 한 번 수행한 후에 조건식을 검사하여 while문을 진행
  • do {
        수행문;    //무조건 실행
    }
    while(조건식) {
        수행문2;   //조건식이 참인 동안 반복 수행
    }
    수행문3;   //조건식이 거짓이 되면 수행
• for문
  • 반복문 중에서 가장 많이 사용하는 반복문
  • 초기화식에서 사용할 변수를 초기화, 조건식에서 언제까지 반복할 것인지 구현
    증감식에서 반복 횟수나 변수 값을 조정
  • for(초기화식; 조건식; 증감식) {
        수행문;
    }
• 중첩된 반복문
  • 반복문 안에 또 다른 반복문을 중첩해서 사용하는 경우가 있다.
  • for(초기화식; 조건식; 증감식) {
        for(초기화식; 조건식; 증감식) {
            수행문1;   //내부 반복문 내용 수행
        }
        수행문2;   //외부 반복문 내용 수행
    }
• continue문
  • 반복문과 함께 쓰이며, 반복문 안에서 continue문을 만나면 이후의 문장은 수해하지 않고 for문의 처음으로 돌아가서 증감식을 수행한다.
• break문
  • 반복문에서 break문을 사용하면 그 지점에서 더 이상 반복문을 수행하지 않고 반복문을 빠져나온다.

 

클래스와 객체

객체와 객체 지향 프로그래밍과 클래스

• 객체 : 의사나 행위가 미치는 대상
• 객체 지향 프로그래밍 : 객체를 정의하고 객체 간 협력을 프로그래밍하는 것
• 클래스
  • 객체의 속성과 기능을 코드로 구현한 것
  • 객체를 클래스로 구현하는 것을 '클래스를 정의한다' 라고 한다.
  • 클래스를 정의하기 위해서는 클래스 이름과 클래스가 가지는 속성 또는 특성이 필요하다.
  • 클래스 내부에 변수로 선언하는 속성을 멤버 변수 라고 한다.
  • 클래스 이름은 대문자로 시작해야 한다.
  • (접근 제어자) class 클래스 이름 {
        멤버 변수;
        메서드;
    }

클래스 살펴보기

• 클래스 속성을 구현하는 멤버 변수 
  • 멤버 변수에 사용하는 자료형은 두 가지가 있다.
    • 기본 자료형 : int, long, float, double 등
    • 참조 자료형 : String, Date, Student 등
      • 참조 자료형의 경우 JDK에서 제공하는 것이거나, 개발자가 직접 만들 클래스가 될 수도 있다.
  • public class Student {
        int studentID;  //학번
        String studentName; //학생 이름
        int grade;  //학년
        String address; //주소
    }

 

• 클래스 기능을 구현하는 메서드
  • 메서드 : 클래스 내부에서 멤버 변수를 사용하여 클래스 기능을 구현한 것

 

• 패키지란?
  • 클래스 파일의 묶음
  • 패키지를 생성하면 프로젝트 하위에 물리적으로 디렉터리가 생성된다.
  • 계층 구조를 가질 수 있다.

 

메서드

• 함수란?
  • 하나의 기능을 수행하는 일련의 코드
  • 어떤 기능을 수행하도록 미리 구현해 놓고 필요할 때마다 호출하여 사용
• 함수 정의하기
  • int add(int num1, int num2) {
    //int:함수 반환형, add:함수 이름, int num1, num2: 매개변수    
        int result;
        result = num1 + num2;
        return result;  //return: 예약어, result: 반환값
    }
  • 함수 이름은 함수 기능과 관련 있게 만들어야 호출하거나 이애하기 좋다.
  • 함수 반환형에 void를 쓰면 반환 값이 없다.
• 함수 호출하고 값 반환하기
  • int num1 = 10;
    int num2 = 20;
    int sum = add(num1, num2);  //add 함수 호출
    System.out.println(sum);  //30, 값 반환
    
    public static int add(int n1, int n2) {
    //int:함수 반환형, add:함수 이름, int num1, num2: 매개변수
        int result;
        result = n1 + n2;
        return result;  //return 예약어
    }
  • 함수 호출할 때 넘겨주는 변수의 이름은 선언한 변수의 이름과 상관이 없다.
• 함수의 장점
  • 함수를 사용하면 기능을 나누어 코드를 효율적으로 구현할 수 있다.
  • 기능별로 함수를 구현해 놓으면 같은 기능을 매번 코드로 만들지 않고 그 기능의 함수를 호출하면 되기 때문에 편리하다.
  • 프로그램을 시행할 때 생긴 오류를 수정하는 디버깅 작업을 할 때도 편리하다.
• 클래스 기능을 구현하는 메소드
  • 클래스 내부에서 사용하는 멤버 함수를 메서드라 하는데 이는 멤버 변수를 사용하여 클래스의 기능을 구현한다. 
  • public class Student {
        int studentID;  //학번
        String studentName; //학생 이름
        int grade;  //학년
        String address; //주소
    
        public String getStudentName() {  //메서드
            return studentName;
        }
    
        public void steStudentName(String name){  //메서드
            studentName = name;
        }
    }

 

클래스와 인스턴스

• 클래스 사용과 main() 함수
  • main() 함수는 자바 가상 머신이 프로그램을 시작하기 위해 호출하는 함수이다.
  • 클래스 내부에 만들지만, 클래스의 메서드는 아니다.
  • main() 함수에서 클래스를 사용하는 두 가지 방법
    • 클래스 내부에 main() 함수를 만들기
      • public class Student {
            int studentID;  //학번
            String studentName; //학생 이름
            int grade;  //학년
            String address; //주소
        
            public String getStudentName() {
                return studentName;
            }
        
            public void steStudentName(String name){
                studentName = name;
            }
        
            public static void main(String args[]) {
                Student student1 = new Student();
                student1.studentName = "학생";
        
                System.out.println(student1.studentName);   //학생
                System.out.println(student1.getStudentName());  //학생
        }
      • 클래스 내부에 main() 함수 생성
    • 클래스 외부에 테스트용 클래스를 만들어서 사용
      • main() 함수를 실행할 java 파일을 만들어서 함수 생성
• new 예약어로 클래스 생성하기
  
  • 클래스를 생성할 때 new 예약어를 사용하고 이어서 생성자를 써 줍니다.
  • 클래스 자료형 변수를 선언하고 new 예약어로 생성자를 호출하여 대입하면 새로운 클래스가 생성된다.
  • 클래스형 변수 이름 = new 생성자;
    • Student student1 = new Student();
      • Student 클래스 자료형으로 student1 변수를 선언하고 new Student();로 Student 클래스를 생성하여
        student1에 대입한다는 뜻
• 인스턴스 참조 변수
  • 객체 : 의사나 행위가 미치는 대상
  • 클래스 : 객체를 코드로 구현한 것
  • 인스턴스 : 클래스가 메모리 공간에 생성된 상태
  • 참조 변수 사용하기
    • 참조 변수를 사용하면 인스턴스의 멤버 변수와 메서드를 참조하여 사용할 수 있는데 이때 도트(.) 연산자를 사용한다. 
    • student1.studentName = "학생";   //멤버 변수 사용
      System.out.println(student1.getStudentName());  //메서드 사용

 

생성자

•  Student student1 = new Student();
  클래스를 생성할 때 사용하는 Student() 같은 함수를 생성자라고 한다.
• 생성자는 클래스를 생성할 때만 호출한다. 생성자 이름을 클래스 이름과 같고 반환값이 없다.
• 생성자가 없는 클래스는 클래스 파일을 컴파일할 때 자바 컴파일러에서 자동으로 생성자를 만들어 준다.
  이를 디폴트 생성자 라고 한다.

 

• 생성자 생성
  • public class Student {
        int studentID;  //학번
        String studentName; //학생 이름
        int grade;  //학년
        String address; //주소
    
        public Student() { }  //디폴트 생성자 직접 추가
    
        public Student(String sname) {  //학생 이름을 매개변수로 입력 받아서 Student 클래스를 생성하는 생성자
            studentName = sname;
        }
    }
  • 생성자를 직접 생성할 경우 디폴트 생성자를 직접 추가해 주어야 한다.
• 생성자 오버로드
  • 클래스에서 생성자가 두 개 이상 제공되는 경우를 생성자 오버로드라고 한다.
  • public class Student {
        int studentID;  //학번
        String studentName; //학생 이름
        int grade;  //학년
        String address; //주소
    
        public Student() { }
    
        public Student(String sname) {
            studentName = sname;
        }
        public Student(String sname, int sid, int sgrade) {
            studentName = sname;
            studentID = sid;
            grade = sgrade;
        }
    }

참조 자료형

• 클래스 자료형으로 선언하는 자료형
• public class Student {
      int studentID;  //학번
      String studentName; //학생 이름
      Subject korSubjcet;
      Subject mathSubject;
  }
  
  public class Subject {
      String SubjectName;
  }

정보 은닉

• 접근 제어자
  • 종류
    • public : 외부 클래스 어디에서나 접근할 수 있다.
    • protected : 같은 패키지 내부와 상송 관계의 클래스에서만 접근할 수 있고 그 외 클래스에서는 접근 불가
    • 아무것도 없는 경우 : default이면 같은 패키지 내부에서만 접근할 수 있다. 
    • private : 같은 클래스 내부에서만 접근할 수 있다.
  • 객체 지향 프로그램에서는 예약어를 사용해 클래스 내부의 변수나 메서드, 생성자에 대한 접근 권한을 지정할 수 있다. 이러한 예약어를 접근 제어자 라고 한다.
  • public class Student {
        int studentID;  //학번
        private String studentName; //private로 선언
    }
  • private로 선언하면 외부 클래스의 접근이 허용되지 않기 때문에 main 함수에서 호출이 불가능 하다.
• get(), set() 메서드
  • private으로 선언한 변수를 외부 코드에서 사용하기 위해서는 public 메서드를 제공해야 한다.
  • 이때 사용 할 수 있는 것이 get(), set() 메서드 이다.
  • public class Student {
        int studentID;  //학번
        private String studentName; //학생 이름
    
        //private 변수인 studentName에 접근해 값을 가져오는 public get() 메서드
        public String getStudentName() {
            return studentName;
        }
    
        //private 변수 studentName에 접근해 값을 지정하는 public set() 메서드
        public void setStudentName(String studentName) {
            this.studentName = studentName;
        }
    }
• 정보 은닉
  • 클래스 내부에서 사용할 변수나 메서드는 private로 선언해서 외부에서 접근하지 못하도록 하는 것을 정보 은닉이라고 한다.

 

this 예약어

• 생성된 인스턴스 스스로를 가리키는 예약어이다.
• 생성자에서 다른 생성자를 호출할수도 있다.
• 자신의 주소를 반환하는데 쓰이기도 한다.
• class BirthDay {
      int day;
      int month;
      int year;
  
      public void setYear(int year) {
          this.year = year;   //bDay.year = year와 같음
      }
  
      public void printThis() {
          System.out.println(this);
          //System.out.println(bDay)와 같음
      }
  }
  public class ThisExample {
      public static void main(String[] args) {
          BirthDay bDay = new BirthDay();
          bDay.setYear(2000);
          bDay.printThis();
      }
  }

 

객체 간 협력

• 객체 지향 프로그램은 객체를 정의하고 객체 간 협력으로 만들어진다.
• 학생 클래스 구현하기

public class Student {
    public String studentName;
    public int grade;
    public int money;

    //학생 이름과 가진 돈을 매개변수로 받는 생성자
    public Student(String studentName, int money) {
        this.studentName = studentName;
        this.money = money;
    }

    //학생이 버스를 타면 1000원을 지불하는 기능을 구현한 메서드
    public void takeBus(Bus bus) {
        bus.take(1000);
        this.money -= 1000;
    }

    public void takeSubway(Subway subway) {
        subway.take(1500);
        this.money -= 1500;
    }
    
    //학생의 현재 정보를 출력하는 메서드
    public void showInfo() {
        System.out.println(studentName + "님의 남은 돈은" + money + "입니다.");
    }
}

 

• 버스 클래스 구현하기

public class Bus {
    int busNumber;
    int passengerCount;
    int money;
    
    //버스 번호를 매개변수로 받는 생성자
    public Bus(int busNumber) {
        this.busNumber = busNumber;
    }
    
    //승객이 버스에 탄 경우를 구하는 메서드
    public void take(int money) {
        this.money += money;
        passengerCount++;
    }
    
    //버스 정보를 출력하는 메서드
    public void showInfo() {
        System.out.println("버스" + busNumber + "번의 승객은" + passengerCount + "명이고, 수입은"
        + money + "입니다.");
    }
}

 

• 지하철 클래스 구현하기

public class Subway {
    String lineNumber;
    int passengerCount;
    int money;

    //버스 번호를 매개변수로 받는 생성자
    public Subway(String lineNumber) {
        this.lineNumber = lineNumber;
    }

    //승객이 버스에 탄 경우를 구현한 메서드
    public void take(int money) {
        this.money += money;
        passengerCount++;
    }

    //버스 정보를 출력하는 메서드
    public void showInfo() {
        System.out.println("버스" + "busNumber" + "번의 승객은" + passengerCount
                + "명이고, 수입은 " + money + "입니다.");
    }
}

 

• 학생, 버스, 지하철 객체 협력하기

public class TakeTrans {
    public static void main(String[] args) {
        Student studentJame = new Student("James", 5000);
        Student studentTomas = new Student("Tomas", 10000);

        Bus bus100 = new Bus(100);  //노선 번호가 100인 버스 생성
        studentJames.takeBus(bus100);   //james가 100인 버스를 탐
        studentJames.showInfo();    //james 정보 출력
        bus100.showInfo();  //버스 정보 출력

        Subway subwayGreen = new Subway("2호선"); //노선 번호가 2호선인 지하철 생성
        studentTomas.takeSubway(subwayGreen);   //Tomas가 2호선을 탐
        studentTomas.showInfo();    //Tomas 정보 출력
        subwayGreen.showInfo();     //지하철 정보 출력
    }
}

 

 

static 변수

• static 변수의 정의와 사용 방법
  • 정적 변수라고도 하며 변수를 선언할 때 자료형 앞에 static 예약어를 사용한다.
    static int serialNum;
  • static 변수는 클래스 내부에 선언한다.
  • 다른 멤버 변수처럼 인스턴스가 생성될 때마다 새로 생성되는 변수가 아니다.
  • 프로그램이 실행되어 메모리에 올라갔을 때 딱 한 번 메모리 공간에 할당되고 그 값은 모든 인스턴스가 공유
  • 클래스에 기반한 변수라고 해서 클래스 변수 라고도 한다.
  • public class Student {
        public static int serialNum = 1000;
    }    
    
    public class StudentTest {
        public static void main(String[] args) {
            Student student1 = new Student();
            student1.serialNum++;   //static 변수 값 증가
            
            Student student2 = new Student();
            System.out.println(student2.serialNum); //증가된 값 출력
        }
    }
• 클래스 변수
  • static 변수는 인스턴스 생성과 별개이므로 인스턴스보다 먼저 생성되기 때문에 클래스 이름으로도 참조가 가능하다.
  • public class Student {
        public static int serialNum = 1000;
        public int studentID;
    
        public Student() {
            serialNum++;
            studentID = serialNum;
        }
    }
    
    public class StudentTest {
        public static void main(String[] args) {
            Student student1 = new Student();
            System.out.println(Student.serialNum);  //1001
    
            Student student2 = new Student();
            System.out.println(Student.serialNum);  //1002
        }
    }
• 클래스 메서드
  • static 변수를 위한 메서드를 클래스 메서드라고 한다.
  • public class Student {
        private public static int serialNum = 1000;
        public int studentID;
    
        public Student() {
            serialNum++;
            studentID = serialNum;
        }
    
        //serialNum의 get() 메서드
        public static int getSerialNum() {
            int i = 10;
            return serialNum;
        }
    
        //serialNum의 set() 메서드
        public static void setSerialNum(int serialNum) {
            Student.serialNum = serialNum;
        }
    }
    
    public class StudentTest {
        public static void main(String[] args) {
            Student student1 = new Student();
            System.out.println(Student.getSerialNum());
    
            Student student2 = new Student();
            System.out.println(Student.getSerialNum()); //증가된 값 출력
        }
    }
• 클래스 메서드와 인스턴스 변수
  • 클래스 메서드 내부에서는 인스턴스 변수를 사용할 수 없다.
  • 클래스 메서드와 클래스 변수는 인스턴스가 생성되지 않아도 사용할 수 있다.
  • public class Student {
        private public static int serialNum = 1000;
        public int studentID;
    
        //serialNum의 get() 메서드
        public static int getSerialNum() {
            int i = 10;
            return serialNum;
        }
    
        //serialNum의 set() 메서드
        public static void setSerialNum(int serialNum) {
            Student.serialNum = serialNum;
        }
    }
    
    public class StudentTest {
        public static void main(String[] args) {
            System.out.println(Student.getSerialNum()); //인스턴스 생성 없이 호출 가능
        }
    }

변수 유효 범위

• 지역 변수 유효 범위
  • 지역변수는 함수나 메서드 내부에 선언하기 때문에 함수 밖에서는 사용할 수 없다.
  • 하나의 함수에 선언한 지역 변수는 다른 함수에서 사용 불가능
  • 지역 변수가 생성되는 메모리를 스택이라 하고, 지역 변수가 호출될 때 생성되었다가 함수가 반화되면
    할당되었던 메모리 공간이 해제되면서 함께 없어진다.
• 맴버 변수의 유효 범위
  • 멤버 변수는 인스턴스 변수라고도 한다.
  • 클래스가 생성될 때 힙 메모리에 생성되는 변수
  • 멤버 변수는 클래스의 어느 메서드에서나 사용 가능하다
• static 변수의 유효 범위
  • static 변수는 클래스 생성과 상관 없이 처음부터 데이터 영역 메모리에 생성된다.
  • private이 아니라면 클래스 외부에서도 객체 생성과 무관하게 사용 가능하다.