Chapter 02. 변수

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변수란?

단 하나의 값을 저장할 수 있는 메모리 공간

변수를 선언하는 이유

값(data)을 저장할 공간을 마련하기 위해서

변수 선언 방법

변수타입 변수이름;

int age; 	// int 타입의 변수 age를 선언

변수의 이름 규칙

예약어를 사용할 수 없음
숫자로 시작하면 안됨
특수문자는 '_' 와 '$' 만 허용함
대소문자가 구분되어 길이에 제한이 없음

변수에 값 저장하기

int age = 25;   // 변수 age에 25를 저장

변수의 초기화

변수를 사용하기 전에 처음으로 값을 저장하는 것

int x = 0; 	// 변수 x를 선언 후, 0으로 초기화
int y = 5; 	// 변수 y를 선언 후, 5로 초기화 

int x = 0, y=5; 	//데이터 타입이 같을 경우 한 줄로 할 수 있음

변수의 종류

클래스 변수
인스턴스 변수
지역 변수
- 지역 변수는 자동 초기화가 안되므로 꼭 초기화를 해야함

변수 타입의 종류

char ch = "가"; 			// char는 문자 타입

double pi = 3.14;			// double은 실수 타입

자료형(data type)이란?

기본형 변수
- 실제 값(data)을 저장
- 논리형(boolean), 문자형(char), 정수형(byte, short, int, long), 실수형(float, double) 로 총 8가지임
- 저장할 값(data)의 종류에 따라 구분됨
- 논리형(boolean)을 제외한 나머지 7개의 기본형은 서로 연산과 변환이 가능함
참조형 변수
- null 또는 어떤 값이 저장되어 있는 주소(memory address)를 값으로 갖음
- 기본형 변수 8가지를 제외한 나머지 타입
- 객체의 주소를 저장하므로 값(data)이 아닌 객체의 종류에 의해 구분함
- JVM이 32bit 라면 참조형 변수 크기는 4byte, JVM이 64bit 라면 참조형 변수 크기는 8byte
- 참조변수는 'null' 또는 객체의 주소를 값으로 가짐

//참조변수 선언방법
클래스이름 변수이름;


//Date 클래스 타입의 참조변수 today를 선언한것
Date today = new Date();		// Date 클래스 객체를 생성해서, 그 주소를 today에 저장

값(data)의 타입

문자
- char
  - char는 문자를 내부적으로 정수(유니코드)로 저장하기 때문에 정수형과 별반 다르지 않으며, 정수형 또는 실수형과 연산도 가능
  - 유니코드는 2byte 문자체계
숫자
- 정수 ㅡ 각 타입마다 저장할 수 있는 값의 범위가 다름. 주로 int 와 long 을 사용함
  - byte
    - 효율적인 실행보다 메모리를 절약할 때 쓰임
    - 이미지 파일이나 실행 파일같은 이진 데이터를 다루는데 사용됨
  - short
    - 효율적인 실행보다 메모리를 절약할 때 쓰임
    - c언어와의 호환을 위해 추가됨. 잘 안쓰임
  - int
    - 4개의 정수형 중 기본 자료형, 가장 흔하게 쓰임.
    - CPU가 가장 효율적으로 처리할 수 있는 타입
    - 아주 큰 정수를 다룰 때 사용됨
  - long
- 실수
  - float
  - double
    - 실수형 중에서 기본 자료형
논리
- boolean
  - true
  - false

기본형의 종류와 크기 (암기)

	1byte	2byte	4byte	8byte
논리형	boolean
문자형		char
정수형	byte	short	int	long
실수형			float	double

각 타입의 변수가 저장할 수 있는 값의 범위 (정수형만 기억)

자료형	저장 가능한 값의 범위	크기
		bit	byte
boolean	false, true	8	1
char	'\u0000' ~ '\uffff' ( 0~2^16-1, 0~65535 )	16	2
byte	-128 ~ 127 ( -2^7 ~ 2^7 - 1 )	8	1
short	-32768 ~ 32767 ( -2^15 ~ 2^15 - 1 )	16	2
int	-2147483648 ~ 2147483647 ( -2^31 ~ 2^31 - 1) (약 ± 20억 )	32	4
long	-2^63 ~ 2^63 - 1	64	8
float	1.4E-45 ~ 3.4E38 ( 1.410^-45 ~ 3.410^38 )	32	4
double	4.9E-324 ~ 1.8E308 ( 4.910-324 ~ 1.810^308 )	64	8

※ 정수형의 값의 범위는 -2^(n-1) ~ 2^(n-1) - 1 (단, n은 bit 수)

1bit = 2진수 1자리

1byte = 8bit

1bit

◎ n비트로 표현할 수 있는 총합의 개수는 같지만 부호의 유무에 따라 값을 표현할 수 있는 범위가 달라짐

n 비트로 표현할 수 있는 각의 개수 : 2^n 개

n 비트로 표현할수 있는 부호없는 정수(양수)의 범위 : 0 ~ 2^n - 1 → 총합 : 2^n 개

n 비트로 표한 할 수 있는 부호있는 정수(양수,음수)의 범위 : -2^(n-1) ~ 2^(n-1) - 1 → 총합 : 2^n 개

byte의 값 저장 방식

byte 총 크기 8bit

S (부호비트)
1bit

7bit

S 는 부호비트임. '0' 이면 양수, '1' 이면 음수

실수형 정밀도

실수형은 정수형과 저장형식이 달라서 같은 크기라도 훨씬 큰 값을 표현할 수 있음
그러나 오차가 발생할 수 있음
정밀도가 높을수록 오차 범위가 줄어든다. 정밀한 계산은 double 타입을 쓸 것.
float 정밀도 : 7자리 수 (10진법)
double 정밀도 : 15자리 수 (10진법)

float 범위

-1.4 * 10^(-45) ~ 1.4 * 10^(-45) 범위는 표현할 수 없음
S(부호 비트), E(지수 비트), M(가수 비트). 3개 부분으로 나눠서 저장함 ( double 도 동일)

S (부호비트)

E (지수비트)

M (가수비트)

변수(variable)

하나의 값을 저장하기 위한 공간
값 변경 가능

int score = 100;
score = 200;    		// score의 값 변경 가능

상수 (constant)

한 번만 값을 저장하는 변수
값 변경 불가능
상수는 반드시 선언과 동시에 초기화를 해야함
상수를 선언할 때는 변수 타입 앞에 'final' 을 붙여주면 된다
상수의 이름은 모두 대문자로 하는것이 암묵적인 관례
여러 단어로 이루어져 있는 경우 '_' 로 구분

final int max = 100;


max = 200; 						// 에러. max 의 값 변경 불가능.



//상수 선언과 초기화 
final int MAX_SPEED;  				// 에러. 상수는 선언과 동시에 초기화 해야함

final int MAX_VALUE = 100;  			// ok. 선언과 동시에 초기화 했음

리터럴(literal)

그 자체로 값을 의미함

char ch = "A";

String str = "abc"

int scroe = 100;
scroe = 200;



// 'A', 'abc', 100, 200 모두 리터럴임

리터럴의 접두사와 접미사

종류	리터럴	접미사	비고
논리형	false, true	없음
정수형	123, 0b0101, 077, 0xFF, 100L	L	L 이 붙으면 long 타입 L이 안 붙어있으면 int 타입
실수형	3.14, 3.0e8, 1.4f, 0x1.0p-1	f,d	f는 float, d는 double d는 생략 가능
문자형	'a', '1', '\n'	없음	'' 로 감싸져있으면 문자형 char 변수이름;
문자열	"ABC", "123", "A", "true"	없음	""로 감싸져 있으면 문자열 string 변수이름;

숫자 접두사

숫자 앞에 '0' 이 붙으면 8진수
숫자 앞에 '0x'가 붙으면 16진수
숫자 앞에 '0b'가 붙으면 2진수

예시

//boolean
boolean power = true;

//문자형
char ch = 'A';

//문자열
string str = "ABC";


//정수형
byte b = 127;   //int 타입


10.  // 10.0 이랑 같음 뒤에 0을 생략함 f 가 없으므로 double 타입
.10  // 0.10 이랑 같음 앞에 0을 생략함 f 가 없으므로 double 타입
10f // 10.0f 랑 같음


// 변수타입 범위 < 리터럴 인 경우 에러가 남
long l = 3.14f; 		// 에러. 저장 범위가 long < float 이라서 에러가 남

float f = 3.14;			// 에러. float < double



//byte, short 변수에 int리터럴 저장 가능 (단, 변수 타입의 범위 이내여야함)
byte b = 100; 		// ok. byte 범위 (-128 ~ 127) 에 속함
byte b = 128;		// 에러. byte 범위를 벗어남


char ch='AB' 		// 에러. char은 한 가지 문자만 받을 수 있음
char ch =''			// 에러. char 에선 빈 문자열을 쓰면 에러가 남
string str =""		// ok. 빈 문자열

숫자 → 문자열 변환

문자열 + any type → 문자열 + 문자열 → 문자열
any type + 문자열 → 문자열 + 문자열 → 문자열

"" + 7 		// "7"


"" + 7 + 7  // "77"    문자열 +  any type → 문자열 

7+7+""   // "14"        any type + 문자열 → 문자열

printf

지시자를 통해 변수의 값을 여러가지 형식으로 변환하여 출력할 수 있음
println() 은 다른 형식으로 출력할 수 없기 때문에 printf 를 씀
printf() 는 println() 과 달리 출력후 줄바꿈을 하지 않음
줄바꿈을 하려면 마지막에 지시자 '\n' 을 따로 넣어줘야함
출력 형식 지정 가능
10, 8, 16 진수로 출력 가능
실수의 자리 수 조절 가능

지사자

지시자는 값을 어떻게 출력할 것인지를 지정해주는 역할을 함
8진수와 16진수에 접두사를 붙이려면 "%#o" , "%#x" 를 사용할 것

지시자	설명
%b	boolean 형식으로 출력
%d	10진 정수 형식으로 출력
%o	8진 정수 형식으로 출력
%x, %X	16진 정수 형식으로 출력
%f	부동 수소점 형식으로 출력
%e, %E	지수 표현식으로 출력
%c	문자(char)로 출력
%s	문자열(string)로 출력

참고) '\n' , '%n' 둘 다 줄바꿈 개행 문자임. '\n' 보단 '%n' 을 쓸 것을 권장

10진수 → 2진수로 바꾸는 법

10진수를 2진수로 출력해주는 지시자는 없기 때문에, 정수를 2진 문자열로 변환해주는
"Integer.toBinaryString(int i)" 메소드를 사용해야함. 이 메소드는 정수를 2진수로 변환해서 문자열로 반환하기 때문에, printf 로 출력하고 지시자 %s 를 사용해야한다.

// 10 진수 3을 2진수로 바꾸기
int binNum = 3;
System.out.printf("%s", Integer.toBinaryString(binNum));  // 11

실수형 값 출력

실수형 값 출력에 사용되는 지시자는 %f , %e , %g 가 있음. 그 중 %f 가 주로 쓰임.
%f 가 주로 쓰임. %e 는 지수형태로 출력할 때 쓰임. %g 는 값을 간략하게 표현할 때 쓰임.
%g 는 %f 또는 %e 중 간략한 형식을 자동으로 선택하여 출력함
숫자에 0 이 많이 들어가면 %e 로 사용하면 됨
%f 는 기본적으로 소수점 아래 6자리까지만 출력되고, 소수점 아래 7자리에서 반올림함

// 실수형  출력하기

float f1 = 0.10f; // 0.10 == 1.0e-1
float f2 = 1e1f; // 10.0 == 1.0e1 == 1.0e+1
float f3 = 3.14e3f;
double d = 1.23456789;

System.out.printf("f1 = %f, %e, %g%n",f1,f1,f1);  // f1 = 0.100000, 1.000000e-01, 0.100000
System.out.printf("f2 = %f, %e, %g%n",f2,f2,f2); // f2 = 10.000000, 1.000000e+01, 10.0000
System.out.printf("f3 = %f, %e, %g%n",f3,f3,f3); // f3 = 3140.000000, 3.140000e+03, 3140.00
		
System.out.printf("d= %f%n",d);  // d= 1.234568  ← 마지막 자리 반올림됨

//전체 14자리 중 소수점 10자리
System.out.printf("d=%14.10f%n",d);  // d=  1.2345678900  ← 소수 앞자리는 빈칸으로 채웠음

예제

//ex.1
//출력하려는 값의 개수와 지시자의 개수를 맞춰야함
// \n 줄바꿈 개행문자를 넣어준다
int age = 14, year = 2017;
System.out.printf("age:%d year:%d%n", age, year);   //age:14 year:2017


//ex.2  2,8,16,10 진수법으로 숫자 나타내기
System.out.printf("%d%n",15);   // 	15  (10진수)
System.out.printf("%o%n",15);	//	17 	(8진수)
System.out.printf("%x%n",15);	//	f 	(16진수)
System.out.printf("%s%n", Integer.toBinaryString(15) );  // 1111  (2진수)


//ex.3  8,16 진수에 접두사 붙이기    
System.out.printf("%#o%n",15);	//	017  (8진수)
System.out.printf("%#x%n",15);	//	0xf  (16진수)
System.out.printf("%#X%n",15);	//	0XF  (16진수) 지시자 X를 대문자로 쓰면 결과값도 대문자로 나옴


//ex.4 실수 출력
// 정밀도 때문에 출력에 약간의 오차가 있지만 값 저장은 제대로 되어있음
float f = 123.4567890f;
System.out.printf("%f%n", f);			// 123.456787
System.out.printf("%e%n", f);			// 1.234568e+02
System.out.printf("%g%n", 123.4567890);			// 123.457
System.out.printf("%g%n", 0.00000001);	// 1.00000e-08

printf 실수 정렬하기

예시

//ex.1  정수 정렬하기
System.out.printf("[%5d]%n", 10);	// [   10]   →     5자리 수 오른족 정렬	
System.out.printf("[%-5d]%n", 10);	// [   10]  →	5자리 수 왼쪽 정렬
System.out.printf("[%05d]%n", 10);	// [00010]   → 5자리 수 오른쪽 정렬후 공백은 0으로 채움	

System.out.printf("[%5d]%n", 12345678); // [12345678]  → 지정한 자리수와 상관없이 저장된 값 모두 출력



//ex.2 실수 정렬하기
double d = 1.23456789;
System.out.printf("%14.6f%n", d);	//       1.234568  →  총 14자리, 소수점 아래자리 6자리, 오른쪽 정렬
System.out.printf("%014.6f%n", d); // 0000001.234568   → 총 14자리, 소수점 아래 6자리, 공백은 0으로 채움
System.out.printf("%.6f%n", d);		// 1.234568  →  소수점 아래자리 6자리
System.out.printf("%.10f%n", d); // 1.234568900  →  소수점 아래자리 10자리, 소수점 아래 빈자리는 0으로 채움
System.out.printf("%014.10f%n", d); //001.2345678900 → 양쪽 공백을 0으로 채움


//ex.3 문자열 정렬하기
System.out.printf("[%s]%n", "www.codechobo.com"); // [www.codechobo.com] 
System.out.printf("[%20s]%n", "www.codechobo.com"); // [   www.codechobo.com]
System.out.printf("[%-20s]%n", "www.codechobo.com"); // [www.codechobo.com   ]
System.out.printf("[%.10s]%n", "www.codechobo.com"); // [www.codech]  → 왼쪽에서 10글자만 출력

입력변수

Scanner란?

화면으로부터 데이터를 입력받는 기능을 제공하는 클래스

scanner 를 사용하기 위한 조건

import 문 추가
- import java.util.*; // 모든 클래스 추가
- import java.util.scanner; // scanner 클래스 추가
scanner 객체의 생성
- Scanner scanner = new Scanner (System.in);

scanner 객체 사용

//화면에서 입력받은 정수를 num에 저장
// 값을 하나씩 하나씩 받을 경우 주로 씀
int num = scanner.nextInt();   


//화면에서 입력받은 실수를 num에 저장
// 값을 하나씩 하나씩 받을 경우 주로 씀
float num = scanner.nextFloat();


//입력받은 내용의 문자열을 정수로 변환하기
// 값을 여러개 또는 여러가지 값 형태가 섞여있을 때 라인단위로 입력 받고 값을 처리함
String input = scanner.nextLine();   //입력받은 내용을 input에 저장
int num = Integer.parseInt(input);   // 입력받은 내용을 int 타입의 값으로 변환


//입력받은 내용의 문자열을 실수로 변환하기
String input = scanner.nextLine();   //입력받은 내용을 input에 저장
float num = Integer.parseFloat(input);   // 입력받은 내용을 int 타입의 값으로 변환

'nextLine()' 메서드를 호출하면, 입력대기 상태에 있다가 입력을 마치고 '엔터키'를 누르면 입력한 내용이 문자열로 반환됨
'Integer.parseInt()' 메서드는 문자열을 int 타입의 정수로 변환 시켜줌
Float.parseFloat()' 메서드는 문자열을 float 타입의 실수로 변환 시켜줌

예시

// ex.1  입력받은 정수값 출력하기
import java.util.*;

public class VarEx2 {

	public static void main(String[] args) {
		// TODO Auto-generated method stub
		Scanner scanner = new Scanner(System.in);
		
		int num = scanner.nextInt();
		int num2 = scanner.nextInt();
		System.out.println(num);
		System.out.println(num2);
	}

}




//ex.2   입력받은 문자열로 정수로 변환해서 출력하기
import java.util.*;

public class VarEx2 {

	public static void main(String[] args) {
		// TODO Auto-generated method stub
		Scanner scanner = new Scanner(System.in);
		
		String input = scanner.nextLine();
		int num = Integer.parseInt(input);  // 입력받은 문자열을 숫자로 변환
		System.out.println(num);
	}

}


//ex.3 문자열을 실수형으로 형변환
double ik = Double.parseDouble("50");
System.out.println(ik);  			// 50.0


//ex.4 문자열을 정수형으로 형변환
int ik = Integer.parseInt("45");
System.out.println(ik);					//45

// ex.5 문자열을 문자로 형변환
char km = "3".charAt(0);
System.out.println(km);				// '3'


// ex.6 문자에서 정수로 형변환
// 문자에서 '0' 을 뺀다.
System.out.println('3'-'0');  // 3

특수문자 표현하기

특수문자	문자 리터럴
tab	\t
backspace	\b
form feed	\f
new line	\n
carriage return	\r
역슬래쉬(\)	\\
작은따옴표	\'
큰따옴표	\"
유니코드(16진수) 문자	\u유니코드 (ex) char a = '\u0041'