[Java] 리터럴 & 변수

🚀 리터럴

⭐ 리터럴 개요

✅ 리터럴이란?

리터럴(literal)이란 변하지 않는 데이터 그 자체를 말한다.
상수는 데이터가 저장되는 메모리상의 공간을 의미하고, 리터럴은 고정된 값 자체를 의미한다.

int age = 20; // 20은 리터럴이다.
final int MAX_AGE = 100; // 100은 리터럴이다. (MAX_AGE는 상수이다.)
String str = "java" // "text"는 리터럴이다.

 

✅ 리터럴 종류

종류	예시	접두사/접미사
논리형	false, true	-
정수형	100, 0b0011, 077, 0xFF, 12L	L (long 타입은 L을 접미사로 사용한다. l은 1과 헷갈릴 수 있어서 대문자로 쓴다.) 0 (8진수는 리터럴 앞에 접두사 0을 쓴다.) 0x (16진수는 리터럴 앞에 접두사 ‘0x’ 또는 ‘0X’를 쓴다.)
실수형	3.1415, 22.0e1, 9.7f	f (float는 접미사 ‘f’, ‘F’를 쓴다) d (double 타입은 ‘d’, ‘D’를 쓴다. 실수형은 double이 기본 자료형이므로 생략도 가능하다.)
문자형	‘A’, ‘1’, ‘\n’	-
문자열	“100”, “false”	-

 

⭐ 리터럴 활용

✅ 리터럴 출력

// 1. 숫자 형태의 값 출력
System.out.println(123);
System.out.println(1.23);

// 2. 문자 형태의 값 출력
System.out.println('a'); // 문자 형태의 값은 홑따옴표(single-quotation)으로 감싸주어야 한다.
//System.out.println('ab'); // 두 개 이상은 문자로 취급하지 않기 때문에 에러가 발생한다.
//System.out.println(''); // 아무 문자도 기록되지 않는 경우도 에러가 발생한다.
System.out.println('1'); // 숫자 값 이지만 홑따옴표로 감싸져 있는 경우 문자 '1'이라고 판단한다.

// 3. 문자열 형태의 값 출력
System.out.println("안녕하세요"); // 문자열은 문자 여러 개가 나열된 형태를 말하며 쌍따옴표(double-quotation)으로 감싸주어야 한다.
System.out.println("123"); // 정수 이지만 쌍따옴표로 감싸져있기 때문에 문자열로 보아야 한다.
System.out.println(""); // 아무 값도 없는 빈 쌍따옴표도 문자열로 취급한다.
System.out.println("a"); // 한 개의 문자도 쌍따옴표로 감싸면 문자열이다. (문자 a와는 다르다)

// 4. 논리 형태의 값 출력
System.out.println(true);
System.out.println(false); // true 혹은 false 값을 논리형이라고 한다.

 

✅ 숫자 리터럴 연산

숫자 리터럴은 모든 사칙 연산을 다 사용할 수 있으며,

정수끼리의 연산 실행 결과는 정수로, 실수끼리의 연산 실행 결과는 실수로 나온다.

단, 정수와 실수의 연산 실행 결과는 항상 실수로 나온다.

1. 정수와 정수의 연산

System.out.println(123 + 456);
System.out.println(123 - 23);
System.out.println(123 * 10);
System.out.println(123 / 10);
System.out.println(123 % 10);

2. 실수와 실수의 연산

실수 연산에서 오차가 생기는 이유는 실수를 표현하는 방식이 부동소수점 방식이기 때문이다.
부동소수점(floating-point)이란 소수점 이하의 위치를 고정하지 않고 가수와 지수로 나타내는 방식의 실수 표현 방식을 말한다. 

이러한 방식은 정확한 실수 표현이 어렵기 때문에, 연산 결과에 약간의 오차가 발생할 수 있다.

System.out.println(1.23 + 1.23);
System.out.println(1.23 - 0.23);
System.out.println(1.23 * 10.0);
System.out.println(1.23 / 10.0);
System.out.println(1.23 % 1.0); // 약간의 오차가 생긴다.

3. 정수와 실수의 연산

연산은 피연산자의 데이터가 서로 일치하는 형태의 데이터끼리 연산이 가능하다. (즉, 정수는 정수끼리, 실수는 실수끼리 연산해야 한다.)

하지만 정수와 실수를 연산해야 하는 경우 정수를 실수로 자동으로 변경한 뒤 연산을 처리한다.

반대의 상황인 경우 소수점 자리 이하의 데이터 손실이 발생할 수 있기 때문이다.

System.out.println(123 + 0.5);
System.out.println(123 - 0.5);
System.out.println(123 * 0.5);
System.out.println(123 / 0.5);
System.out.println(123 % 0.5);

 

✅ 문자 리터럴 연산

문자는 내부적으로 숫자로 바꿔서 인식한다.

실제로 컴퓨터가 이해할 수 있는 것은 0과 1 뿐이다.

어떠한 문자를 어떠한 숫자로 이해할 것인지 약속을 1963년 미국 ANSI에서 표준화한 정보 교환용 7비트 부호체계로 정의한 것을 ASCII(American Standard Code for Information Interchange, 미국 정보 교환 표준 부호) 코드라고 하며, 0 ~ 127번까지 문자와 숫자가 매핑되어 있다.

 

하지만 아스키코드만으로는 전 세계의 언어를 취급할 수 없는 한계점이 존재한다.

이러한 필요에 의해 유니코드라는 것이 정의되었다.

유니코드란 전 세계의 모든 문자를 다루도록 설계된 표준 문자 전산처리 방식이다.

전 세계 모든 문자를 담는 ISO/IEC 10646 코드 표를 사용해 각 문자 충돌 문제를 해결했다.

처음에 문자 코드는 ASCII 코드가 대세였는데, 이 코드 1바이트로 문자를 표현하기 때문에 각 국의 문자가 깨지는 문제가 자주 발생 하였다.

이에 2~3바이트 공간에 모든 문자를 할당하여 문제를 해결한 것이 유니코드이다.

우리가 자주 보는 UTF-8 인코딩도 유니코드에 기반한 인코딩 방식 중 하나이다.

1. 문자와 문자의 연산

System.out.println('a' + 'b');
System.out.println('a' - 'b');
System.out.println('a' * 'b');
System.out.println('a' / 'b');
System.out.println('a' % 'b');

2. 문자와 정수의 연산

System.out.println('a' + 1);
System.out.println('a' - 1);
System.out.println('a' * 2);
System.out.println('a' / 2);
System.out.println('a' % 2);

3. 문자와 실수의 연산

System.out.println('a' + 1.0);
System.out.println('a' - 1.0);
System.out.println('a' * 2.0);
System.out.println('a' / 2.0);
System.out.println('a' % 2.0);

 

✅ 문자열 리터럴 연산

문자열은 사칙 연산 중 ‘+’ 연산만 가능하며, 연산 결과는 문자열 합치기(이어 붙이기)가 된다.

1. 문자열과 문자열의 연산

System.out.println("hello" + "world");
//System.out.println("hello" - "world"); //에러 발생
//System.out.println("hello" * "world"); //에러 발생
//System.out.println("hello" / "world"); //에러 발생
//System.out.println("hello" % "world"); //에러 발생

2. 문자열과 다른 리터럴의 연산

System.out.println("helloworld" + 123);
System.out.println("helloworld" + 123.456);
System.out.println("helloworld" + 'a');
System.out.println("helloworld" + true);
System.out.println("123" + "456");

 

✅ 논리 리터럴의 연산

논리 값은 내부적으로 숫자로 취급하긴 하지만 연산은 불가능하다.

단, 문자열과의 ‘+’ 연산은 가능하다.

1. 논리와 논리의 연산

//System.out.println(true + false); //에러 발생
//System.out.println(true - false); //에러 발생
//System.out.println(true * false); //에러 발생
//System.out.println(true / false); //에러 발생
//System.out.println(true % false); //에러 발생

2. 논리와 정수의 연산

//System.out.println(true + 1); //에러 발생
//System.out.println(true - 1); //에러 발생
//System.out.println(true * 1); //에러 발생
//System.out.println(true / 2); //에러 발생
//System.out.println(true % 2); //에러 발생

3. 논리와 실수의 연산

//System.out.println(true + 1.0); //에러 발생
//System.out.println(true - 1.0); //에러 발생
//System.out.println(true * 1.0); //에러 발생
//System.out.println(true / 2.0); //에러 발생
//System.out.println(true % 2.0); //에러 발생

4. 논리와 문자의 연산

//System.out.println(true + 'a'); //에러 발생
//System.out.println(true - 'a'); //에러 발생
//System.out.println(true * 'a'); //에러 발생
//System.out.println(true / 'a'); //에러 발생
//System.out.println(true % 'a'); //에러 발생

5. 논리와 문자열의 연산

System.out.println(true + "a"); //문자열 합치기 됨
//System.out.println(true - "a"); //에러 발생
//System.out.println(true * "a"); //에러 발생
//System.out.println(true / "a"); //에러 발생
//System.out.println(true % "a"); //에러 발생

 

✅ 문자열 이어 붙이기

1. 두 개의 값 이어 붙이기

System.out.println(9 + 9);
System.out.println("9" + 9);
System.out.println(9 + "9");
System.out.println("9" + "9");

2. 세 개의 값 이어 붙이기

System.out.println(9 + 9 + "9");
System.out.println(9 + "9" + 9);
System.out.println("9" + 9 + 9);
System.out.println("9" + (9 + 9));

3. 문자열 이어 붙이기 응용

// 10과 20의 사칙연산 결과
System.out.println(10 + 20);
System.out.println(10 - 20);
System.out.println(10 * 20);
System.out.println(10 / 20);
System.out.println(10 % 20);

// 10과 20의 사칙연산 결과 
System.out.println("10과 20의 합 : " + (10 + 20)); //주의 : 괄호를 묶지 않으면 문자열 합치기가 일어나서 결과가 1020이 된다.
System.out.println("10과 20의 차 : " + (10 - 20)); //문자열은 마이너스 연산이 불가능하기에 앞에서 생성된 문자열과 마이너스 연산이 불가하다. (반드시 괄호 사용
System.out.println("10과 20의 곱 : " + (10 * 20)); //아래 부터는 동일한 방식이다.
System.out.println("10과 20을 나누기 한 몫 : " + (10 / 20));
System.out.println("10과 20을 나누기 한 나머지 : " + (10 % 20));

 

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🚀 변수

⭐ 변수 개요

✅ 변수란?

변수(variable)이란 데이터를 저장하기 위해 할당받은 메모리 공간을 의미한다.

변수의 종류는 여러 가지가 있지만, 여기서 다루는 변수는 지역 변수(local variable)이라고 한다.

 

✅ 변수 사용 방법

변수를 사용하기 위해서는 변수를 선언하고, 변수에 값을 대입하여 사용한다.

이때 선언한 변수에 최초 값을 대입하는 것을 초기화라고 한다.

이러한 선언과 초기화는 따로 작성할 수 도 있고, 동시에 작성할 수 있다.

동시에 작성하는 것을 선언과 동시에 초기화라고 한다.

// 변수의 선언 예시
int age;
// 선언한 변수에 값 대입 예시
age = 20;
// 선언과 동시에 초기화 예시
int point = 100;

 

⭐ 변수의 사용

✅ 변수의 선언과 자료형

변수를 선언한다는 의미는 메모리에 공간을 생성하고 그 공간을 참조(reference)할 수 있도록 이름을 부여하는 것이다.

선언을 하기 위해서는 '자료형 변수명;' 같은 형태로 앞에 어떠한 데이터를 저장하는 공간 인지를 알려주는 키워드를 작성하게 된다.

이렇게 예약된 키워드를 자료형이라고 한다.

 

자료형이란? 다양한 값의 형태별로 어느 정도의 크기를 하나의 값으로 취급할 것인지 미리 Compiler와 약속한 키워드이다. ex) int 자료형은 정수를 4byte만큼을 읽어서 하나의 값으로 취급하겠다는 약속이다.

이러한 자료형은 기본 자료형(Primary type)과 참조 자료형(Reference type)으로 나누어진다.

1. 정수형

정수의 경우는 일상생활에서 많이 사용되는 숫자의 범위는 byte와 short으로 표현이 불가능한 경우가 많다.

따라서 int를 대표자료형으로 여기며, 특수한 경우가 아닌 이상 byte와 short은 잘 사용하지 않는다.

정수형의 경우 양수, 음수에 해당하는 부호를 표기하기 위해 비트의 맨 앞자리를 부호 비트로 둔다.

타입	할당되는 메모리 크기	데이터 표현 범위
byte	1 byte	−128 ~ 127
short	2 byte	−2^15 ~ (2^15 − 1)
int	4 byte	−2^31 ~ (2^31 − 1)
long	8 byte	−2^63 ~ (2^63 − 1)

byte bNum; // 1byte
short sNum; // 2byte
int iNum; // 4byte
long lNum; // 8byte

2. 실수형

실수의 경우는 정확도를 기준으로 4byte 자료형보다 8byte 자료형이 더 정확한 실수를 표현할 수 있기 때문에 double을 대표자료형으로 사용하고 float는 특수한 목적이 있는 경우에만 사용하게 된다.

ex) 원주율 3.14 보다 3.141592.. 가 더 정확한 실수이다.

실수의 경우도 맨 앞 비트를 부호비트로 둔다.

타입	할당되는 메모리 크기	데이터 표현 범위
byte	1 byte	−128 ~ 127
short	2 byte	−2^15 ~ (2^15 − 1)

float fNum; // 4byte
double dNum; // 8byte

3. 논리형

논리형은 실제 사용하는 비트가 8비트 중 가장 오른쪽 1비트만 이용을 하지만 실제 할당되는 크기는 1바이트를 할당한다.

타입	할당되는 메모리 크기	데이터 표현 범위
byte	1 byte	−128 ~ 127

boolean isTrue; // 1byte

4. 문자형

문자형은 short자료형과 동일하게 2바이트의 할당 크기를 가지지만, 부호비트 없이 16개 비트를 모두 값 비트로 활용하기에 데이터 표현 범위가 short자료형과는 다르다.

타입	할당되는 메모리 크기	데이터 표현 범위
byte	1 byte	−128 ~ 127

char ch; // 2byte

5. 문자열(참조 자료형)

문자열은 기본 자료형에 해당하지 않는 참조자료형이다. 이 부분은 나중에 클래스와 객체를 배우고 난 뒤 이해 가능하기 때문에 현재는 그 냥 문자열을 저장하기 위한 자료형이라고 생각하고 사용하면 된다.

String str; // 4byte (엄밀히 이야기 하면 주소값은 4byte 정수형이다.)

 

✅ 변수의 명명규칙

변수를 선언할 시 자료형과 변수명을 명시하여 선언을 한다.

이때 사용하는 변수명을 명명하는 규칙에는 컴파일 에러를 발생시키는 규칙과, 컴파일 에러를 발생시키지는 않지만 개발자들끼리의 암묵적인 규칙이 존재한다.

이러한 변수의 명명 규칙을 따르는 것은 매 우 중요하다.

1. 컴파일 에러를 발생시킬 수 있는 규칙

/* 1. 동일한 범위 내에서 동일한 변수명을 가질 수 없다. */
int age = 20;
//int age = 20; // 동일한 변수명을 가지므로 에러 발생함

/* 2. 예약어는 사용이 불가능하다. */
//int true = 1; // 예약어 사용 불가
//int for = 20; // 예약어 사용 불가

/* 3. 변수명은 대소문자를 구분한다. */
int Age = 20; // 위에서 만든 age와 다른 것으로 취급한다.
int True = 10; // 예약어 True와 다른 것으로 취급한다.

/* 4. 변수명은 숫자로 시작할 수 없다. */
0 2
16
변수 11
//int 1age = 20; // 숫자로 시작해서 에러 발생
int age1 = 20; // 숫자가 처음에 시작하지 않으면 섞어서 사용도 가능함

/* 5. 특수기호는 '-'와 '$'만 사용 가능하다. */
//int sh@rp = 20; // 사용 가능한 특수문자 외에는 사용 불가능
int _age = 20; // 언더스코어는 사용 가능함. 처음도 가능하고 중간이나 끝에도 가능함
int $harp = 20; // $도 사용 가능함. 처음도 가능하고 중간이나 끝에도 가능함

2. 컴파일 에러를 발생시키지는 않지만 개발자들끼리의 암묵적인 규칙

/* 1. 변수명의 길이 제한은 없다. */
int qwedsaxzxadeqffbgxndcxdsfeawffdhjfagjhgzxhcjGhjGhjgdsHVjhvWHJDVHQJVDHJVHSJVHJcx;

/* 2. 변수명이 합성어로 이루어진 경우 첫 단어는 소문자, 두 번째 시작 단어는 대문자로 시작한다. */
/* 자바에서는 클래스명만 유일하게 대문자로 시작한다. */
int maxAge = 20;
int minAge = 10;

/* 3. 단어와 단어 사이의 연결을 언더스코어(_)로 하지 않는다. */
String user_name; // 에러가 발생하지 않지만 이렇게 하면 안된다.
String userName; // 이게 올바른 표현이다.

/* 4. 한글로 변수명을 짓는 것이 가능하지만, 권장하지 않는다. */
int 나이; // 가능하지만 권장하지 않음

/* 5. 변수 안에 저장된 값이 어떤 의미를 가지는지 명확하게 표현하도록 한다. */
String s; // 변수가 어떤 의미인지 파악하기 힘들다.
String name; // 문자열 형태의 이름이 저장되겠구나 하는 의도가 파악이 된다.

/* 6. 전형적인 변수 이름이 있다면 가급적 사용하도록 한다. */
int sum = 0;
int max = 10;
int min = 0;
int count = 1;

/* 7. 명사형으로 작성할 수 있도록 한다. */
String goHome; // 가능하긴 하지만 가급적 명사형으로 짓는다.
String home;

/* 8. boolean 형은 의문문으로 가급적 긍정형태로 네이밍한다. */
boolean isAlive = true;
boolean isDead = false; // 부정형보다는 긍정형이 더 나은 방식이다.

 

✅ 변수에 값 대입 및 초기화

변수에 값을 대입하기 위해서는 대입연산자(=)를 사용한다.

대입연산자는 연산 방향이 오른쪽에서 왼쪽 방향이다.

변수에 값을 대입할 때는 대입하는 값의 리터럴 형태와 선언된 자료형이 일치해야 한다.

1. 정수를 취급하는 변수에 값 대입

byte bNum = 1;
short sNum = 2;
int iNum = 4;
//long lNum = 8; // 아무 문제 없는 것 같지만 사실 뒤에 대문자 L을 붙여야 한다.
long lNum = 8L; // 소문자로 'l'을 써도 되지만 글꼴에 따라 숫자 1과 혼선이 빚어질 수 있어서 대문자로 하는 것이 권장이다.
System.out.println("bNum의 값 : " + bNum);
System.out.println("sNum의 값 : " + sNum);
System.out.println("iNum의 값 : " + iNum);
System.out.println("lNum의 값 : " + lNum);

2. 실수를 취급하는 변수에 값 대입

//float fNum = 4.0; // 실수 형태의 값을 fnum에 사용하는 것은 불가능하다.
float fNum = 4.0f; // 실수 뒤에 'f'를 붙여야 한다. 대문자 'F'도 가능하지만 소문자를 사용하는 것이 일반적이다.
double dNum = 8.0;
System.out.println("fNum의 값 : " + fNum);
System.out.println("dNum의 값 : " + dNum);

3. 문자를 취급하는 변수에 값 대입

char ch = 'a'; // 문자 형태의 값을 저장할 수 있다.
char ch2 = 97; // 'a'는 97이라는 숫자이다. 그래서 숫자로도 저장할 수 있다.
System.out.println("ch의 값 : " + ch);
System.out.println("ch2의 값 : " + ch2);

4. 논리를 취급하는 변수에 값 대입

boolean isTrue = true;
isTrue = false; // true 혹은 false 중 한 가지의 값만 사용 가능하다.
System.out.println("isTrue의 값 : " + isTrue);

5. 문자열을 취급하는 변수에 값 대입

String str = "안녕하세요";
System.out.println("str의 값 : " + str);

 

✅ 변수를 사용하는 목적

1. 값에 의미를 부여하기 위한 목적 (의미 전달이 쉬워야 코드를 읽기 쉬워지고, 협업 및 유지보수에 유리하기 때문이다.)

/* 아래 처럼 작성하면 어느 값이 급여인지 어느 값이 보너스 금액인지 알 수 없다. */
System.out.println("보너스를 포함한 급여 : " + (1000000 + 200000) + "원");

/* 아래 처럼 의미를 부여하게 되면 어느 값이 급여인지, 보너스인지를 명확하게 알 수 있게 한다. */
int salary = 1000000;
int bonus = 200000;
System.out.println("보너스를 포함한 급여 : " + (salary + bonus) + "원");

2. 한 번 저장해 둔 값을 재사용하기 위한 목적(변수를 이용하여 코드를 작성하면, 값을 변경할 때도 보다 간편하게 변경할 수 있다.)

/* 3명의 고객에게 100 포인트를 지급해주는 내용을 출력하도록 작성해보자 */
System.out.println("1번 고객에게 포인트를 100포인트 지급하였습니다.");
System.out.println("2번 고객에게 포인트를 100포인트 지급하였습니다.");
System.out.println("3번 고객에게 포인트를 100포인트 지급하였습니다.");

/* 위 코드에서 공통적으로 사용된 100이라고 하는 값을 변수에 넣고 변수를 호출하여 코드를 개선해보자 */
int point = 100;
System.out.println("1번 고객에게 포인트를 " + point + "포인트 지급하였습니다.");
System.out.println("2번 고객에게 포인트를 " + point + "포인트 지급하였습니다.");
System.out.println("3번 고객에게 포인트를 " + point + "포인트 지급하였습니다.");

3. 시간에 따라 변하는 값을 저장하고 사용할 수 있다. (변하는 값을 저장하기 위한 공간이다.)

int sum = 0;
sum = sum + 10;
System.out.println("sum에 10을 더하면 현재 sum의 값은? " + sum);
sum = sum + 10;
System.out.println("sum에 10이 있었으니 10을 추가로 더하면? " + sum);
sum = sum + 10;
System.out.println("sum에 20이 있었는데 추가로 10을 더 더하면? " + sum);