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기본형 중 변수 값에 가장 적합한 타입을 선택하여 변수를 선언하시면 된다.

기본형 변수는 실제 값을 저장한다.

기본형은 크게 논리, 문자, 정수, 실수 형으로 분리됨.

논리형 : boolean

문자형 : char

정수형 : byte, short, int, long

실수형 : float, double

기본형의 종류와 크기

• 논리형
  • true/false
  • 조건식과 논리적 계산에 사용됩니다.
• 문자형
  • 문자를 저장하며 변수 당 하나의 문자만을 저장할 수 있습니다.(여러 개의 문자는 String)
• 정수형
  • 정수 값을 저장합니다.
  • 주로 int, long 을 사용하며 byte는 이진 데이터를 다루는데 사용합니다.
  • default 타입은 int 입니다.
• 실수형
  • 실수 값을 저장합니다.default 타입은 double 입니다.

기본형의 표현 범위

표현 범위 이해하기

• 1bit 에는 0과 1이 들어갈 수 있다.
  • 1bit는 0, 1 -> 2개2bit는 00, 10, 01, 11 -> 4개를 표현할 수 있다.
• n비트로 표현할 수 있는 값의 개수는 : 2^n 개 이다.
  • 8bit = 2^8 : 256개
• n비트로 표현할 수 있는 부호없는 정수의 범위 : 0 ~ 2^n - 1
  • 8bit : 0 ~ 255
• n비트로 표현할 수 있는 부호있는 정수의 범위 : -2^(n-1) ~ 2^(n-1) - 1
  • 8bit : -128 ~ 127

실수형 표현 범위

실수형을 처리할 때 정밀도라는 개념이 등장한다.

정밀도는 '소수점 몇자리 까지 오차없이 표현할 있는가' 를 뜻한다.

S는 부호 즉, 양수인지 음수인지를 표현한다.

E는 지수 즉, 2의 지수를 표현한다.

M은 가수 즉, 소수점 이하를 표현한다.

위처럼 실수형은 정수형과는 저장방식이 다르기 때문에 오차가 발생한다.

정밀도가 어떻게 계산되었는지 간단하게 표현하면

float의 M 즉, 가수는 23자리인데 정규화를 통해서 24자리까지 표현 가능하고

2^24 까지 표현이 가능한데 2^24는 10^7 < 2^24 < 10^8 임으로 정밀도는 7자리이다.

마찬가지의 이유로 double은 15자리이다.

또한 실수형은 +-M x 2^E 형태로 저장하기 때문에 int와 같은 4byte 크기의 float이 int 보다 더 큰 범위의 값을 저장 가능한 것이다.

메모리에 값이 저장되는 과정

위 이미지 처럼 변수 b에 10진수 3을 저장하면 컴퓨터는 이를 2진수로 변환하여 메모리에 저장한다.

타입 마다 위처럼 값이 저장되는 형식이 있어서 그 형식에 맞게 변환되어 저장된다.

문자가 저장되는 과정.

따라서 위처럼 컴퓨터는 아스키 코드표를 기준으로 매칭하여 문자를 저장함

추가로 문자코드는 음수를 사용할 필요가 없기 때문에 char의 범위에는 부호가 없다.

아스키코드

128개의 문자조합을 제공하는 7비트 부호알파벳, 숫자, 특수기호, 그 외 컴퓨터에 필요한 몇 가지만이 정의유니코드각 나라별 언어를 모두 표현하기 위해 나온 코드 체계문자마다 고유한 코드 값을 제공하는 새로운 개념의 코드16비트로 표현 - 최대 65,536 자 표현 가능UTF-8유니코드를 사용하는 인코딩 방식 중 하나영문/숫자/기호는 1바이트로, 한글/한자는 3바이트로 표현전세계 모든 글자들을 한꺼번에 표현 가능유니코드 한 문자를 나타내기 위해 1바이트에서 4바이트까지 사용

정수형 오버플로우

위 이미지 처럼 정수형은 해당 변수타입의 최솟값, 최댓값 범위를 넘어가면 값을 순환한다.

class Variable3_1 {
    public static void main(String[] args) {
        // 부호있는 경우
        short sMin = -32768;
        short sMax = 32767;

        // short 타입에서 최솟값 범위를 넘었을 때
        // sMin - 1 = 32767
        System.out.println("sMin = " + sMin);
        System.out.print("sMin - 1 = ");
        System.out.println((short)(sMin - 1));

        // short 타입에서 최댓값 범위를 넘었을 때
        // sMax + 1 = -32768
        System.out.println("sMax = " + sMax);
        System.out.print("sMax + 1 = ");
        System.out.println((short)(sMax + 1));

        // 부호없는 경우
        char cMin = 0;
        char cMax = 65535;

        // short 타입에서 최솟값 범위를 넘었을 때
        // cMin - 1 = 65535
        System.out.println("cMin = " + (int)cMin);
        System.out.print("cMin - 1 = ");
        System.out.println((int)(--cMin));

        // short 타입에서 최댓값 범위를 넘었을 때
        // cMax + 1 = 0
        System.out.println("cMax = " + (int)cMax);
        System.out.print("cMax + 1 = ");
        System.out.println((int)(++cMax));
    }
}

타입간의 변환방법

문자와 숫자간의 변환

1. 숫자를 문자로숫자 + '0' -> 문자
2. 문자를 숫자로문자 - '0' -> 숫자

class Variable3_2  {
    public static void main(String[] args) {
        int num = 5;
        char ch = '5';

        // 숫자 -> 문자
        System.out.println("num = " + num);
        // '0' 이 48이기 때문에 결과값을 char 타입으로 변환 필요
        System.out.println("num + '0' = " + (char)(num + '0'));

        // 문자 -> 숫자
        System.out.println("ch = " + ch);
        System.out.print("ch - '0' = ");
        System.out.println(ch - '0');

        // '5' 에서 숫자 5로 변환되었기 때문에 결과값 6
        System.out.print("ch - '0' + 1 = ");
        System.out.println(ch - '0' + 1);
    }
}

문자열로의 변환

1. 숫자를 문자열로숫자 + "" -> 문자열
2. 문자를 문자열로문자 + "" -> 문자열

class Variable3_3  {
    public static void main(String[] args) {
        int num = 5;
        char ch = '5';

        // 숫자 -> 문자열
        System.out.println("num + \\"\\" = " + num + "");
        // num 이 "5" 로 변환되었기 때문에 "5" + "5" 로  결과값은 "55"
        System.out.println("num + \\"\\" + \\"5\\" = " + num + "" + "5");
        
        // 문자 -> 문자열
        System.out.println("ch + \\"\\" = " + ch + "");
        // ch 이 '5' 에서 "5" 로 변환되었기 때문에 "5" + "8" 로  결과값은 "58"
        System.out.println("ch + \\"\\" + \\"8\\" = " + ch + "" + "8");
        
    }
}

문자열을 숫자, 문자로 변환

1.문자열을 숫자로Integer.parseInt("문자열")Double.parseDouble("문자열") 2.문자열을 문자로"문자열".charAt(0)

아래 예제코드로 학습해 보겠습니다.

class Variable3_4  {
    public static void main(String[] args) {
        String str1 = "100";
        String str2 = "3.14";
        String str3 = "8";

        // 문자열 -> 숫자
        System.out.println("Integer.parseInt(str) = " + Integer.parseInt(str1));
        // Integer.parseInt() 은 int 타입만 가능
//         System.out.println("Integer.parseInt(str2) = " + Integer.parseInt(str2)); // Error 발생
        System.out.println("Double.parseDouble(str2) = " + Double.parseDouble(str2));

        // 문자열 -> 문자
        System.out.println("str.charAt(0) = " + str1.charAt(0) + str1.charAt(1) + str1.charAt(2));
        System.out.println("str2.charAt(0) = " + str3.charAt(0));
    }
}

참조형

기본형을 제외한 나머지 타입을 뜻합니다.ex) String, System

참조형 변수는 null 또는 메모리 주소를 저장합니다.null 은 '어떤 객체의 주소도 저장되지 않음' 을 뜻합니다.타입에 관계없이 변수의 크기가 항상 4byte 입니다. (JVM이 64bit일 경우 8byte)4byte는 2진수로 대략 40억개로, 40억byte(4GB)의 메모리를 다룰 수 있습니다.

참조형은 앞으로 계속 학습하기 때문에 간단한 예제코드로 확인만 하고 넘어가겠습니다.

• 상수
  • 한 번만 값이 저장 가능한 변수
  • 선언 방법 : final 변수타입 변수 이름;
  • 숫자에 의미 있는 이름을 붙여 코드 자체의 가독성을 늘리기 위해 상수를 사용

    class Variable2_1 {
        public static void main(String[] args) {
            int score = 100;
            System.out.println("score = " + score);
            score = 90;
            System.out.println("score = " + score);
    
            final int finalScore = 100;
            System.out.println("finalScore = " + finalScore);
    //         finalScore = 90; // Error 발생
        }
    }
    

  • ex) 시험의 만점은 100점이다.

리티럴

• 리터럴
  • 그 자체 값을 의미
  • 기존의 상수와 같은 의미 단, Java에서 상수를 한번만 값이 저장가능한 변수 라는 의미로 사용하기 떄문에 구별하기 위해 사용하는 용어
• 변수, 상수 , 리터럴 구별하기score : 변수100, 1000 : 리터럴
• class Variable2_2 { public static void main(String[] args) { int score = 100; final int finalScore = 1000; } }
• finalScore : 상수
• 아래 예제코드를 사용하여 변수, 상수, 리터럴을 구별해 보겠습니다.

리터럴의 접두사와 접미사

• 정수형은 byte, short, int, long 타입으로 여러 개 존재함
  • 정수형의 int, 실수형의 double은 기본형이기 때문에 접미사를 붙이지 않고, long 타입은 구분을 위해 100L 처럼 리터럴 마지막에 접미사로 L을 붙인다.
  • byte, short 타입의 변수도 마찬가지로 리터럴 접미사가 존재하지 않고 int 타입과 똑같은 리터럴을 사용하여 저장합니다.byte, short 타입은 연산에 이용하기보다는 저장 목적인 경우가 많아 Java 의 내장 변환모듈이 자동으로 형 변환시켜 준다.
• 실수형은 float, double 타입이 존재한다.
  • float의 리터럴에는 f, double의 리터럴에는 d가 붙는다.실수형은 2개 밖에 존재하지 않기 때문에 접미사 f를 사용하면 구분을 할 수 있어서 접미사 d는 생략을 허용한다.
• 따라서, 리터럴에 붙이는 접미사는 정수형의 L , 실수형의 f 만 주의하시면 된다.
  • 접미사는 대소문자를 구별하지 않지만 L 의 소문자 l 은 숫자 1 과 혼동되기 쉽기 때문에 대문자를 사용하는 것이 좋습니다.0b, 0x 와 같은 진수를 나타내는 접두사 또한 대소문자를 구별하지 않습니다.

변수와 리터럴의 타입 불일치

• 범위가 ‘변수 > 리터럴’ 인 경우 : OK
  • iint i = 'A';int > char, ‘A’= 65 //아스키코드
  • long l = 123; long > int
  • double l = 3.14f; double > float
• 범위가 '변수 < 리터럴' 인 경우 : Error
  • int i = 30_0000_0000; int의 범위(대략 20억)를 넘는다.
  • long l = 3.14f; long < floatlong(8bye), float(4byte)라 가능할 것 같지만 실수형은 정수형 보다 저장 범위가 훨씬 넓기 때문에 Error가 발생한다.
  • float f = 3.14; float < double;
• byte, short 변수에 int 리터럴 저장 : OK
  • 단, 변수의 타입의 범위 이내여야 합니다.

단 하나의 값을 저장할 수 있는 메모리 공간

• 변수 공간에 기록된 값은 고정되어 있지 않고, 다른 값이 기록되면 자동으로 덮어 씌워질 수 있다.
• 메모리 공간은 정보처리의 기초단위인 1Byte로 구성되어 있다.
• 메모리 공간은 각각이 구분될 수 있도록 메모리 주소’를 가지고 있다.

메모리 값을 저장하거나 읽을 때 해당 메모리 주소를 사용해야 하는데
사람이 사용하기에는 불편하기 때문에 특정 메모리 영역에 이름을 붙이고 주소 대신에 이름을 사용해서 메모리에 값을 저장하고 읽을 수 있게 한 것이 변수이다.

변수의 선언

• 메모리에 값을 저장할 공간을 마련하기 위해서 선언!
• 선언방법 : 변수타입 변수이름;
  • int age; int num; or int age, num;
  ⇒ 정수형인 나이와 숫자를 선언한다!!

변수 생성규칙

• 대소문자가 구분되며 길이에 제한없음
• 예약어 사용불가
• 숫자로 시작 불가
• 특수 문자 ‘ _ ‘ ‘ $ ’만 허용

변수의 여러가지 형태

• Camel case
  • carTest
• Snake case
  • var_test
• pascal case (Java에는 클래스명만 대문자로 시작하자는 암묷적인 규칙이 있어서 추천 X)
  • VarTest
• Kebab case (Java에서는 변수명에 - 기호 사용 불가)
  • Var-Test

변수의 초기화

• 변수에 값을 저장하는 방법 : 변수타입 변수이름 = 값;
  • ina age; age = 23; or int age = 23; or int age = 23, num = 32768;
• 초기화 : 변수에 처음으로 값을 저장하는 것을 의미한다.

class Variable1_2 {
	public static void main(String[] args) {
		boolean flag = false;
		char grade = 'A';
		byte val = 127;
		short sval = 128;
		int num = 32768;
		long price = 2_147_483_648L;
		float tax = 3.14f;
		double score = 3.14159265358979;   
		 System.out.println("boolean = " + flag);
		    System.out.println("char = " + grade);
		    System.out.println("byte = " + val);
		    System.out.println("short = " + sval);
		    System.out.println("int = " + num);
		    System.out.println("long = " + price);
		    System.out.println("float = " + tax);
		    System.out.println("double = " + score);
	}
}

변수의 값 읽기

class Variable1_3 {
    public static void main(String[] args) {
        int year, age = 23;

        year = age + 2000;
        System.out.println("year = " + year); // 2023

        // 변수의 값을 읽어오는 과정
        // year = age + 2000;
        // year = 23 + 2000;
        // year = 2023;

        age = age + 1;
        System.out.println("age = " + age); // 24
        System.out.println("year = " + year); // 2023

        // 변수의 값을 읽어오는 과정
        // age = age + 1;
        // age = 23 + 1;
        // age = 24;
        // 프로그램은 순차적으로 코드가 실행되기 때문에
        // 여기서 age의 값이 바뀌었다고 year에 영향을 주지 않는다.
    }
}

변수의 종류

class Variable1_4 {
    static int classVal = 100; // 클래스 변수
    int instanceVal = 200; // 인스턴스 변수

    public static void main(String[] args) {
        int num; // 지역 변수
//        System.out.println("int = " + num); // Error 발생
        num = 300;
        System.out.println("int = " + num); // 100

        // 인스턴스 변수
//        System.out.println("instanceVal = " + instanceVal); // Error 발생
        Variable1_4 instance = new Variable1_4 (); // 인스턴스 변수 사용을 위해 객체 생성
        System.out.println("instanceVal = " + instance.instanceVal); // 100

        // 클래스 변수
        System.out.println("classVal = " + classVal);
        // 같은 크래스 내부는 바로 접근 가능
        System.out.println("Main.classVal = " + Variable1_4.classVal);
        // 클래스 변수 : 클래스명.클래스변수명 으로 접근 or
    }
}