Chapter 2 :) 변수

Chapter 2 :) 변수
/category/Java

1. 변하는 것(변수)과 변하지 않는 것(상수)

저장공간의 선언

Java 프로그램에서 값을 다루기 위해서는 값을 저장해둘 저장공간의 선언이 필요
선언할때는 저장공간에 담을 값의 타입과 이름을 명시하여 선언
- 값의 타입 : 저장공간의 종류
- 값의 이름 : 저장공간의 이름

값의 저장

초기화 : 선언과 동시에 값을 저장
덮어쓰기 : 선언 이후에 값을 저장

// 초기화
int num1 = 10;
// 덮어쓰기
num = 100;

변수

변하는 저장공간
Java 프로그램에서 저장하는 대부분의 값들은 변하는 것. 즉, 변수임
하나의 값을 저장할 수 있는 저장공간
“저장공간”이라고 표현한 이유는 “변하는 것”이라는 의미에 맞게 저장하고 있는 값이 달라질 수 있음
저장공간에 이름(변수명)을 붙여서 필요한 값을 저장해둠
저장되는 값의 형태에 따라서 여러가지 모습을 지니게 됨

int number = 10; // 1. 변수로 선언 및 초기화
number = 11; // 2. 변수의 값을 바꾼다. (덮어쓰기)

상수

변하지 않는 저장공간
Java 프로그램에서는 변하지 않을 값을 변하지 않는 저장공가네 저장해둠
“변하지 않는 저장공간”이라고 표현한 이유는 저장효율을 위해 “변하지 않을 값”을 따로 저장하는 공간이 있기 때문
저장되는 값의 형태에 따라서 여러가지 모습을 지니게 됨

final int number = 10; // 1. 상수로 선언 (데이터 타입 앞에 final을 붙이면 됨)
number = 11; // e2. 변수의 값을 바꾸려고하면 에러가 납니다!

2. 저장공간의 종류 (변수 타입)

기본형 변수

논리형 변수 : boolean

True / False 값만 저장

boolean flag = true; // 1. 논리형 변수 boolean 으로 선언 및 True 값으로 초기화
flag = false; // 2. False 값으로도 저장할 수 있습니다.

문자형 변수 : char
- ‘A’, ‘1’과 같은 문자 하나만 저장
```
char alphabet = 'A'; // 문자 하나를 저장합니다.
```
정수형 변수 : byte, short, int, long
- 0, 1, 99와 같은 정수형 숫자값을 저장
- 정수형 변수 표현 범위 ⇒ 각 변수 표현 범위를 넘는 숫자를 넣게되면 오버플로우 발생
  - byte(1) : -128 ~ 127 범위의 숫자만 저장 가능
  - short(2) : -32,768 ~ 32,767 범위의 숫자만 저장 가능
  - int(4) : -21억 ~ 21억 범위의 숫자만 저장 가능
  - long(8) : 9백경 정도의 매우 큰수를 저장 가능
```
byte byteNumber = 127;
short shortNumber = 32767;
int intNumber = 2147483647;
long longNumber = 2147483647L;

🤓 정수형 리터럴 구분값 (리터럴 = 데이터값) 
-> int 와 long 의 데이터값(리터럴)을 구분하기 위한 구분자로 long으로 담을 숫자뒤에 L을 붙임.
이런식으로 데이터값(리터럴) 뒤에 붙이는 구분값을 “접미사”라고 부름
```

실수형 변수 : float, double

0.123, 0.9999와 같은 소수점 실수값을 저장
실수형 변수의 표현 범위 ⇒ 실수는 표현범위가 매우 넓어서 정수형 변수에서 담지 못할 수 있음
- float(4) : 3.4 * -10^38 ~ 3.4 * 10^38(long 보다 큼)범위의 숫자 저장이 가능
- double(8) : 1.7 * -10^308 ~ 1.7 * 10^308(long 보다 큼)범위의 숫자 저장이 가능

float floatNumber = 0.123f;
double doubleNumber = 0.123123123;

🤓 실수형 리터럴 구분값(리터럴 = 데이터값)
-> float 와 double 의 데이터값(리터럴)을 구분하기 위한 구분자로 float으로 담을 숫자뒤에 f 를 붙임

🤓 float 는 4byte 만쓰는데 어떻게 long 보다 더 넓은 범위를 표현가능한가요?
-> float 라는 단어의 뜻은 “부동” 이라는 의미를 가지고 있으며
소수점이 움직인다는 의미의 “부동 소수점 방식”으로 숫자를 저장합니다.
- 부동 소수점 방식 : 가수와 지수를 구분해서 저장하고 이값들을 곱한 값을 저장(표현)하는 방식 입니다.
✋ float 가 long 보다 더 넓은 범위를 표현하기 때문에 자동 형변환이 안됨

참조형 변수

문자열 변수 : String
- “텍스트”, ”apple”과 같은 문장을 저장
```
String message = "Hello World"; // 문자열을 저장
```

그 외 : Object, Array, List …

객체, 배열, 리스트와 같은 단일 저장공간에 담을 수 없는 값을 저장

List<int> alphabet = [0,1,2,3]; // 기본형 변수 여러개를 저장

int[] a = {1, 2, 3};
System.out.println(Arrays.toString(a));

// 출력
// [1, 2, 3]

래퍼 클래스 변수

기본형 변수를 클래스로 한번 랩핑(감싸는) 변수
기본형 변수 타입명에서 첫글자를 대문자로 바꾸어서 래퍼 클래스를 정의

박싱 vs 언박싱

박싱 : 기본 타입에서 래퍼 클래스 변수로 변수를 감싸는 것
언박싱 : 래퍼 클래스 변수를 기본 타입 변수로 가져오는 것

// 박싱 VS 언박싱

// 박싱
// Integer 래퍼 클래스 num 에 21 의 값을 저장
int number = 21;
Integer num = number;

// 언박싱
int n = num.intValue(); // 래퍼 클래스들은 inValue() 같은 언박싱 메서드들을 제공해줌

래퍼 클래스를 사용하는 이유
- 클래스로 변수를 관리하면서 객체지향의 많은 지능을 사용할 수 있기 때문

숫자와 문자

숫자(int)를 문자(char)로 매핑해서 표현
숫자 -> 문자

// 숫자 -> 문자
import java.util.Scanner;
public class Main {
	public static void main(String[] args) {
		Scanner sc = new Scanner(System.in);

		int asciiNumber = sc.nextInt();
		char ch = (char)asciiNumber; // 문자로 형변환을 해주면 숫자에 맞는 문자로 표현됨

		System.out.println(ch);
	}
}

// 입력
97

// 출력
a

문자 -> 숫자

// 문자 -> 숫자
import java.util.Scanner;
public class Main {
	public static void main(String[] args) {
		Scanner sc = new Scanner(System.in);
        
		// 첫번째 글자만 받아오기위해 charAt(0) 메서드를 사용
		char letter = sc.nextLine().charAt(0);

		// 숫자로 형변환을 해주면 저장되어있던 아스키 숫자값으로 표현됩니다.
		int asciiNumber = (int)letter;

		System.out.println(asciiNumber);
	}
}

// 입력
a

// 출력
97

문자와 문자열

선언 관점에서 차이점
- 문자 (char)
  - 문자 한개만 저장하며 따옴표를 사용하여 값을 지정
- 문자열 (String)
  - 문자 여러개를 문장형태로 저장하며 쌍따옴표를 사용하여 범위를 지정
저장 관점에서 차이점
- 문자 (char)
  - 문자 뒤에 \0(널문자)가 없음
  - 1byte만 쓰기 때문에 끝을 알아서 데이터만 저장하면 됨
- 문자열 (String)
  - 문장의 끝에 \0(널문자)가 함께 저장이 됨
  - 몇 개의 byte를 쓸지 모르기 때문에 끝을 표시해야 함

참조형

참조형 변수 = 주소형 변수
- 다른 기본형 변수가 실제 값을 저장하는 저장공간이라면, 참조형 변수는 실제 값이 아닌 원본값의 주소값을 저장함
- 기본형 변수 : 원본값이 Stack영역에 있음
- 참조형 변수 : 원본값이 Heap 영역에 있음
  - Stack 영역에는 따로 저장 해둔 원본값의 Heap 영역 주소를 저장저장 관점에서 차이점

🤓 Stack 영역 vs Heap 영역

- Stack의 경우에는 정적으로 할당된 메모리 영역
    - 그래서, 크기가 몇 byte 인지 정해져 있는 기본형 변수를 저장
    - 추가로, 크기가 정해져 있는 참조형 변수의 주소 값도 저장
- Heap의 경우에는 동적으로 할당된 메모리 영역
    - 그래서, 크기가 계속 늘어날 수 있는 참조형 변수의 원본을 저장

입력 & 출력

입력

Scanner sc = new Scanner(System.in); // Scanner 객체를 new 명령어로 생성
String input = sc.next();  // sc(Scanner)의 .next(); 를 실행하면 input 변수에 입력한 글자를 받을 수 있습니다.

출력

Scanner sc = new Scanner(System.in);
String input = sc.next();  

System.out.println("입력값 : " + input);  // 입력한 글자를 출력합니다.

// 실행 결과
{입력}
입력값 : {입력}

// 인텔리제이에서 sout를 입력하면 출력 코드가 작성됨

3. 변수 타입 바꾸기 (형변환)

형변환에 대한 이해

형변환은 주로 기본형 변수인 정수 <-> 실수 <-> 문자 들 사이에서 일어남

정수형, 실수형 간 발생하는 형변환

정수 <-> 실수 간에 변환할 때는 ({원하는 타입}) 명령을 통해 변환 가능 (캐스팅)

// (Int)캐스팅 방식으로 실수를 정수로 치환하는 방법
// 이때 실수형의 소수점아래자리는 버려짐

double doubleNumber = 10.101010;
float floatNumber = 10.1010

int intNumber;
intNumber = (int)doubleNumber; // double -> int 형변환
intNumber = (int)floatNumber; // float -> int 형변환

//(Double,Float) 캐스팅으로 정수형을 실수형으로 변환하는 방법

int intNumber = 10;

double doubleNumber = (double)intNumber; // int -> double 형변환
float floatNumber = (float)intNumber;  // int -> float 형변환

자동 형변환

프로그램 실행 도중에 값을 저장하거나 계산할 때 자동으로 타입변환이 일어남
작은 크기의 타입에서 큰 크기의 타입으로 저장될 때 큰 크기로 형변환이 발생

🤓 변수 타입별 크기 순서

byte(1) -> short(2) -> int(4) -> long(8) -> float(4) -> double(8)

byte byteNumber = 10;
int intNumber = byteNumber;    // byte -> int 형변환
System.out.println(intNumber); // 10

char charAlphabet = 'A';
intNumber = charAlphabet;   // char -> int 형변환
System.out.println(intNumber); // A의 유니코드 : 65

intNumber = 100;
long longNumber = intNumber; // int -> long 형변환
System.out.println(longNumber); // 100

intNumber = 200;
double doubleNumber = intNumber; // int -> double 형변환
System.out.println(doubleNumber); // 200.0  (소수점이 추가된 실수출력)

작은 크기의 타입이 큰 크기의 타입과 계산될 때 자동으로 큰 크기의 타입으로 형변환이 발생

int intNumber = 10;
double doubleNumber = 5.5;
double result = intNumber + doubleNumber; // result 에 15.5 저장됨 (int -> double)

intNumber = 10;
int iResult = intNumber / 4; // iResult 에 2 저장됨 (int형 연산 -> 소수점 버려짐)

intNumber = 10;
double dResult = intNumber / 4.0; // dResult 에 2.5 저장됨 (double형 연산 -> 소수점 저장)

🤓 자동 형변환 vs 강제 형변환

작은 타입 > 큰 타입 형변환시 (자동 형변환)
- 더 큰 표현범위를 가진 타입으로 변환되는것이라 값의 손실이 없음
- 값의 손실없이 변환이 가능하기 때문에 컴파일러가 자동으로 형변환을 해줌
큰 타입 > 작은 타입 형변환시 (강제 형변환 = 캐스팅)
- 더 작은 표현범위를 가진 타입으로 변환된는것이라 값의 손실이 생김
- 값의 손실이 생기기 때문에 자동으로 형변환을 해주지 않고 개발자가 선택하여 형변환을 함

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2. 저장공간의 종류 (변수 타입)

3. 변수 타입 바꾸기 (형변환)

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1. 변하는 것(변수)과 변하지 않는 것(상수)

2. 저장공간의 종류 (변수 타입)

3. 변수 타입 바꾸기 (형변환)

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