[WHITESHIP #1] 3. 자바가 제공하는 다양한 연산자
#Season1 백기선님과 함께하는 자바 온라인 스터디
목표
자바가 제공하는 다양한 연산자를 학습해보자
학습 내용
- 산술 연산자
- 비트 연산자
- 관계 연산자
- 논리 연산자
- instanceof
- assignment(=) operator
- 화살표(->) 연산자
- 3항 연산자
- 연산자 우선 순위
- (optional) Java 13. switch 연산자
산술 연산자
산술 연산자는 수학에서 사칙연산을 다루는 기본적인 연산자이다. 산술 연산자에 사용되는 종류는 다음과 같다.
- +(더하기), -(빼기), *(곱하기), /(나누기), %(나머지)
int firstNum = 10;
int secoundNum = 3;
System.out.println(firstNum + secoundNum); // 13
System.out.println(firstNum - secoundNum); // 7
System.out.println(firstNum * secoundNum); // 30
System.out.println(firstNum / secoundNum); // 3
System.out.println(firstNum % secoundNum); // 1
위 예제에서 보면, 4번째, (firstNum / secoundNum) 을 보면 3으로 출력이 된다. 이는 별도의 강제 형변환(Casting) 을 하지 않는다면, 같은 타입으로 반환되어 진다고 생각된다.
단 다른 형타입으로 연산시, 큰타입에서 작은타입으로 변환한다면, 값이 손실 될 수 있다.
또한 형변환의 기준은 정수형과 실수형을 계산시 실수형으로 표현하는 것으로 보여진다.
class OperatorExample {
public static void main(String[] args) {
int a = 10;
int intNum = 3;
double doubleNum = 3;
long b = 10;
float floatNum = 3f;
System.out.println("int/int = " + a / intNum);
System.out.println("int/double = " + a / doubleNum);
System.out.println("(double)int/int = " + (double) a / intNum);
System.out.println("long/float = " + b / floatNum);
}
}
int/int = 3
int/double = 3.3333333333333335
(double)int/int = 3.3333333333333335
long/float = 3.3333333
비트 연산자
비트연산자는 데이터를 비트단위로 계산을 하는 연산자이다. 계산 방법은 다음과 같다.
- 10진수를 2진수로 변경
- 2진수를 연산자 수식에 맞게 계산
- 2진수를 10진수로 변환 및 출력
| 연산자 | 이름 | 표현 | 설명 |
|---|---|---|---|
| & | AND(논리곱) | a & b | 두비트가 모두 1이면 1 |
| | | OR(논리합) | a | b | 두 비트가 모두 0이 아니면 1 |
| ^ | XOR(배타적논리합) | a^b | 두 비트가 다르면 1, 같으면 0 |
| ~ | NOT(논리부정) | ~a | 대상 비트의 1의 보수 (1이면 0으로, 0이면 1) |
| >> | 우쉬프트 | a » n | n 비트만큼 오른쪽 이동 (부호를 유지) |
| << | 좌쉬프트 | a « n | n 비트만큼 왼쪽 이동 (0으로 채움) |
public class BitOperatorExample {
public static void main(String[] args) {
int a = 3;
int b = 5;
System.out.println(a & b); // 0000 0011 & 0000 0101 -> 0000 0001
System.out.println(a | b); // 0000 0011 | 0000 0101 -> 0000 0111
System.out.println(a ^ b); // 0000 0011 ^ 0000 0101 -> 0000 0110
System.out.println(~a); // 0000 0011 -> 1111 1100
System.out.println(a >> 1); // 0000 0011 -> 0000 0001
System.out.println(a << 1); // 0000 0011 -> 0000 0110
}
}
관계 연산자
관계 연산자는 프로그램을 구현하면서 가장 흔히 볼 수 있는 연산자로, boolean 자료형으로 반환되는 연산자 이다.
| 연산자 | 표현 | 설명 |
|---|---|---|
| > | a > b | a가 b보다 크면 true, 작거나 같으면 false를 반환 |
| < | a < b | a가 b보다 작으면 true, 크거나 같으면 false를 반환 |
| >= | a >= b | a가 b보다 크거나 같으면 ture, 작으면 false를 반환 |
| <= | a <= b | a가 b보다 작거나 같으면 true, 크면 false를 반환 |
| == | a == b | a가 b와 같으면 ture, 다르면 false를 반환 |
| != | a != b | a가 b와 다르면 ture, 같으면 false를 반환 |
- == , != 연산자는, Reference Type 에서도 사용이 가능한데, 해당 연산을 사용하면 주소값을 비교하기 때문에, 객체가 다르면 false가 반환된다.
- 따라서 .equals() 함수를 쓰면 값을 비교할 수 있다.
- Integer, Long과 같은 타입은 신기하게도 ‘같음’이 출력되어, 자동으로 변환해주는 것 같다. Intellij 에서는 ‘==’을 사용했을때 다음과 같은 경고문구는 출력되었다.
public class Operator {
public static void main(String[] args) {
Integer a = 3;
Integer b = 3;
if(a == b) { // Number objects are compared using '==', not 'equals()'
System.out.println("같음");
} else {
System.out.println("다름");
}
}
}
같음
논리 연산자
논리 연산자또한 관계 연산자와 같이 자주 사용되며, 역시 boolean 자료형으로 반환된다. 논리연산자는 boolean 타입을 가지고 비교하는것이 특징이다. (a, b는 boolean)
| 연산자 | 표현 | 설명 |
|---|---|---|
| && | a && b | a와 b 둘다 true라면 true 그 외에는 false 반환 |
| || | a || b | a 또는 b 중 하나라도 true라면 true, 두개다 false일때 false 반환 |
| ! | !a | a가 true이면 false, false이면 true 반환 |
public class LogicalOperator {
public static void main(String[] args) {
boolean a = true;
boolean b = false;
System.out.println(a && b);
System.out.println(a || b);
System.out.println(!a);
}
}
false
true
false
instanceof
instanceof 연산자란 참조변수가 참조하고 있는 인스턴스의 실제 타입을 확인하여 boolean 자료형으로 반환 해준다. 확인하려는 인스턴스의 클래스가 특정 클래스를 상속, 구현 하고 있다면 역시 true를 반환한다.
public class Player {
}
public interface Charactor {
void attack();
}
public class Magician extends Player implements Charactor {
@Override
public void attack() {
System.out.println("magic attack!");
}
}
public class Warrior extends Player implements Charactor{
@Override
public void attack() {
System.out.println("sward attack!");
}
}
위와 같이 클래스 및 인터페이스가 정의되어있다고 가정해보자.
class Main {
public static void main(String[] args) {
Object charactor = new Magician();
System.out.println(charactor instanceof Object); // 1.
System.out.println(charactor instanceof Charactor); // 2.
System.out.println(charactor instanceof Magician); // 3.
System.out.println(charactor instanceof Warrior); // 4.
System.out.println(charactor instanceof Player); // 5.
}
}
true
true
true
false
true
- Object는 모든 클래스의 최상위 클래스 이기에 true를 반환한다.
- Charactor 클래스는 Magician 클래스를 구현 하고 있기에, true를 반환한다.
- Magion 클래스는 Magician 으로 초기화 하였기에, true를 반환한다.
- Warrior 클래스는 Magician 클래스와 상속, 구현은 동일하나 실질적으로 다른 클래스 이기에 false를 반환한다.
- Player 클래스는 Magician의 부모 클래스 이기에 true를 반환한다.
assignment(=) operator
assignment operator은 할당 연산자라고도 불리우며 수학과는 조금 의미가 다르다. 수학에서는 값이 같다라고 표현하지만, 할당 연산자는 왼쪽값에 오른쪽 값을 넣는다 라는 의미를 가지고 있다.
- 프로그래밍에서 같다라는 의미는 관계연산자인 == 을 사용한다.
int a= 5;
int b = 3;
a = b // a에 b값을 넣는다.
화살표(->) 연산자
화살표(->) 연산자는 람다식에서 사용되는 연산자이다.
람다식이란?
- 메서드를 하나의 식(expression)으로 표현한 것.
- 메서드의 이름과 반환값이 없이 메서드를 표현할 수 있으므로 익명함수라고도 불리운다.
int sum(int a, int b) {
return a+b;
}
// 람다식
(int a, int b) -> a + b;
// Fucntional Interface
BinaryOperator<Integer> sum = new BinaryOperator<Integer>() {
@Override
public Integer apply(Integer a, Integer b) {
return a+ b;
}
};
// 람다식으로 변경
BinaryOperator<Integer> sum = (a, b) -> a + b;
- 위와 같이 간단한 기능이라면 람다식을 이용하여 짧고 이쁘게(?) 작성할 수도 있다. (개인적으로 가독성은 좋아진다고 생각하는데, 사람들 의견마다 다른 것 같다.)
3항 연산자
3항 연산자는 if else 구문을 간결하게 대체할 수 있는 연산자이다.
// if문 사용
String message;
if(a > 0) {
message = "a는 양수입니다.";
} else {
message = "a는 0또는 음수입니다.";
}
// 3항 연산자 사용
String message = (a > 0) ? "a는 양수입니다." : "a는 0또는 음수입니다.";
문법: isTrue(boolean) ? true 일때 : false 일때;
간단한 식같은 3항 연산자를 사용할 수 있으나, 가독성은 오히려 떨어진다고 생각이 든다.
연산자 우선 순위
연산자 우선 순위는 다음과 같다.
| 우선순위 | 종류 | 연산자 |
|---|---|---|
| 1 | 괄호/ 대괄호 연산자 | [], (), . |
| 2 | 단항연산자 | !, ~, ++, – |
| 3 | 산술연산자 | *, /, %, +, - |
| 4 | 비트단위 시프트 연산자 | «, », »> |
| 5 | 관계 연산자 | <, <=, >, >=, ==, != |
| 6 | 비트 연산자 | &, ^, | |
| 7 | 논리 연산자 | &&, ||, |
| 8 | 3항 연산자 | ?: |
| 9 | 대입 연산자 | =, +=, -=, *=, /=, %=, «=, »=, &=, ^=, ~= |
참고: 연산자우선순위 참고: 자바의 연산자 및 연산자 우선 순위
(optional) Java 13. switch 연산자
java13의 switch 연산자를 보기전에 java 12에서 switch 연산자가 먼저 바뀐 내용이 존재한다.
먼저 java 11 이하의 버전에서의 switch연산자는 다음과 같다.
java 12 부터 switch 연산자가 추가 된 것이며, 기존의 switch문이 변경된 것이 아님
- 단 java 12에서 switch연산자를 사용하려면, –enable-preview 옵션을 추가해야 한다.
private String numberToMessage(int number) { String message = ""; switch(number) { case 0: case 1: case 2: case 3: message = "zero or one or two or three"; break; case 4: case 5: message = "four or five"; break; case 6: message = "six"; break; default: message = "Unknown"; } return message; }
java12 switch 연산자는 다음과 같은 특징을 가지고 있다.
- Multiple case labels
- Switch expression returning value via break (replaced with yield in Java 13 switch expressions)
- Switch expression returning value via label rules (arrow)
// Multiple case labels 특징을 이용하여 이렇게 사용할 수 있다.
private String numberToMessage(int number) {
String message = "";
switch(number) {
case 0, 1, 2, 3:
message = "zero or one or two or three";
break;
case 4, 5:
message = "four or five";
break;
case 6:
message = "six";
break;
default:
message = "Unknown";
}
return message;
}
// Switch expression returning value via break 특징을 이용하여, 이렇게도 사용할 수 있다.
private String numberToMessage(int number) {
return switch(number) {
case 0, 1, 2, 3:
break "zero or one or two or three";
case 4, 5:
break "four or five";
case 6:
break "six";
default:
break "Unknown";
};
}
// Switch expression returning value via label rules 특징 까지 이용한다면, -> 연산자를 통해, 이렇게도 사용할 수있다.
private String numberToMessage(int number) {
return switch(number) {
case 0, 1, 2, 3: -> "zero or one or two or three";
case 4, 5: -> "four or five";
case 6: -> "six";
default -> "Unknown";
};
}
참고: Java 12 – Switch Expressions
java 13에서의 switch문은 switch 연산자는 12에서 한가지만 크게 바뀐것으로 보인다.
또한 Java 13 에서도 –enable-preview 옵션을 켜줘야 한다고 한다.
java 14 이상부터는 –enable-preview 옵션을 키지 않아도 된다.
- Java 12 value breaks syntax is no longer compiled in Java 13, uses yield instead.
private String numberToMessageByJava12(int number) {
return switch(number) {
case 0, 1, 2, 3:
break "zero or one or two or three";
case 4, 5:
break "four or five";
case 6:
break "six";
default:
break "Unknown";
};
}
private String numberToMessageByJava13(int number) {
return switch(number) {
case 0, 1, 2, 3:
yield "zero or one or two or three";
case 4, 5:
yield "four or five";
case 6:
yield "six";
default:
yield "Unknown";
};
}
참고: Java 13 – Switch Expressions
개인적으로 Kotlin에서의 switch가 생각이 난다.
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