2. 변수와 자료형

변수란 무엇인가

변수: 값을 저장할 공간의 이름

자료형: 어떤 형태의 자료를 저장할 것인지의 형태

// 자료형 변수 이름
int level; // 변수 선언
level = 10; // 초기화

int level = 10; // 변수 선언 및 초기화

 

[변수 이름 제약사항]

• 변수 이름은 영문자나 숫자, 특수 문자 $와 _만 사용 가능
• 변수 이름은 숫자로 시작 X
• 자바에서 이미 사용 중인 예약어는 사용 X

[변수 이름 잘 짓는 방법]

• 사용 목적에 맞게 의미 부여해서 만드는 것이 좋음
• 중간에 다른 뜻의 단어가 등장할 대에는 카멜 표기법으로 작성

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기본 자료형의 종류

기본 자료형: 자바 라이브러리에서 기본으로 제공하며, 얼마만큼의 메모리를 어떻게 사용할 것인지가 이미 정해져 있음

참조 자료형: 클래스로, 자바에서 제공하는 것도 있고, 개발자가 직접 만든 클래스도 있음

	정수형	문자형	실수형	논리형
1바이트	byte	-	-	boolean
2바이트	short	char	-	-
3바이트	int	-	float	-
4바이트	long	-	double	-

 

정수 자료형

양수, 음수, 0을 나타내는 데 사용하는 자료형으로, byte형, short형, int형, long형 4가지 자료형으로 나타낼 수 있다.

 

부호가 있는 수를 표현할 때 맨 앞의 비트는 부호를 나타낸다. 부호 비트가 0이면 양수, 1이면 음수이다. 또한, 0은 모든 비트가 0이므로 양수의 범위는 0을 빼야한다.

각 정수 자료형에 따라 표현할 수 있는 수의 유효 범위는 다음과 같다.

자료형	바이트 크기	수의 범위
byte	1	$-2^7$ ~ $2^7-1$
short	2	$-2^{15}$ ~ $2^{15}-1$
int	4	$-2^{31}$ ~ $2^{31}-1$
long	8	$-2^{63}$ ~ $2^{63}-1$

 

1) byte형

• 1바이트는 8비트
• 바이트 단위의 정보를 저장하거나 통신할 때 주로 사용
• 범위를 넘어서는 값은 허용 X

2) short형

• 2바이트로 정수를 표현하는 자료형
• 범위를 넘어서는 값은 허용 X

3) int형

• 정수를 표현할 때 가장 많이 사용하는 자료형
• 꽤 큰 범위의 정수 표현 가능
• 정수 자료형을 int 형을 가장 많이 사용하는 이유: 컴퓨터에서 정수를 연산할 때 4바이트 단위로 처리하는 것이 가장 효율적이기 때문
  • byte형 변수와 short형 변수를 더하는 연산을 수행하면, 두 정수를 더하기 전 두 정수는 모두 int형으로 변환되어 더한 결과 값도 int형으로 저장됨

4) long형

• 정수를 표현하는 가장 큰 단위의 자료형
• int형 범위를 넘어서는 정수를 사용할 때 long형 사용
• 자바는 모든 정수 값을 기본으로 int형으로 처리하기 때문에 long형으로 처리하라고 컴파일러에게 알려줘야 함! 따라서, long형을 나타내는 식별자인 L이나 l을 사용하려는 숫자 뒤에 붙임 ex) long num = 12345678900L;
• 'long num = 1000;'은 long형을 쓰더라도 오류가 나지 않음. 그 이유는 1000이라는 숫자가 int형 범위를 넘지 않고 int형이 long형으로 자동형 변환되기 때문임. 즉, 범위 내부에 있는 값을 사용할 때는 식별자 필요 없음

문자 자료형

컴퓨터는 0과 1로만 표현가능하므로, 문자 역시 컴퓨터 내부에서 표현할 때 0과 1의 조합으로 나타내야함

문자 세트: 어떤 문자를 컴퓨터 내부에서 표현할 때 특정 정수 값을 모아둔 것

문자 인코딩: 문자를 정해진 코드 값으로 변환하는 것

• 기본이 되는 문자 인코딩은 아스키 코드임
  • 아스키 코드는 영문자, 숫자, 특수 문자 등을 나타내는 문자 세트
  • 아스키 코드는 1바이트만 사용
• 각 언어의 표준 인코딩을 정의해 놓은 것이 유니코드임
  • 유니코드의 1바이트는 아스키 코드 값과 호환되고, 그 밖의 문자를 2바이트나 그 이상의 조합으로 표현함
  • 자바는 유니코드에 기반하여 문자를 표현하기 때문에, 자바의 문자 자료형인 char형은 2바이트를 사용
  • char myChar = 'A'; 처럼 선언 가능
  • 문자를 변수에 대입하면 문자 그대로 저장되는 것이 아니라, 그 문자에 해당하는 정수 값(아스키 코드 값)이 저장됨
  • char형은 문자 자료형이지만 컴퓨터 내부에서는 정수 값으로 표현되기 때문에 정수 자료형으로 분류하는 경우도 있지만, char형은 음수 값을 표현할 수 없음

문자 디코딩: 코드 값을 다시 문자로 변환하는 것

 

문자를 사용할 때는 항상 작은 따옴표('')를 사용함

문자를 여러 개 이은 문자열을 사용할 때는 큰 따옴표("")를 사용하고, 기본 자료형으로는 표현할 수 없음. 또한, 문자열 끝에는 항상 널 문자(\0)가 있음(널 문자는 문자열의 끝을 나타냄) → String 클래스 사용

 

실수 자료형

컴퓨터 내부에서는 실수를 부동 소수점 방식으로 표현함

실수 자료형에는 float형과 double형이 있음

float형 = 부호 1비트 + 지수부 8비트 + 가수부 23비트 = 총 32비트(4바이트)

double형 = 부호 1비트 + 지수부 11비트 + 가수부 52비트 = 총 64비트(8바이트)

 

자바에서 실수는 double형을 기본으로 사용함. float형에 비해 double형이 더 정밀하게 실수 표현 가능함

따라서, float형으로 대입되는 값은 double형이 아닌 float형 값이 대입된다는 의미로 F 또는 f를 숫자 뒤에 붙여서 식별해주어야 함

논리 자료형

논리 자료형은 어떤 변수의 참, 거짓의 값을 나타내는 데 사용함. 종류는 boolean형 한가지임

boolean형 변수는 1바이트 값을 저장함

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상수와 리터럴

상수(constant)

항상 변하지 않는 값으로, final 예약어를 사용해 선언함

final double PI = 3.14;

 

• 상수 이름은 대문자를 주로 사용하고, 여러 단어를 연결하는 경우에 _ 기호를 사용하면 보기 좋음
• 한 번 선언한 상수는 변하지 않기 때문에 선언과 동시에 값을 지정하는 것이 좋음
• 프로그램 내부에서 반복적으로 사용하고, 변하지 않아야 하는 값을 상수로 선언하여 사용하면 좋음

리터럴(literal)

프로그램에서 사용하는 모든 숫자, 문자, 논리값을 일컫는 말로, 리터럴은 프로그램이 시작할 때 시스템에 같이 로딩되어 특정 메모리 공간인 상수 풀(constant pool)에 놓임

즉, 숫자가 변수에 대입되는 과정은 일단 숫자 값이 어딘가 메모리에 쓰여 있고, 이 값이 다시 변수 메모리에 복사되는 것임

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형 변환

정수와 실수를 더한다고 할 때 그대로 연산을 수행할 수 없고 하나의 자료형으로 통일한 후 연산을 해야함. 이때 형 변환이 이루어짐

형 변환은 각 변수의 자료형이 다를 때 자료형을 같게 바꾸는 것으로, 크게 묵시적 형 변환(자동 형 변환)과 명시적 형 변환(강제 형 변환)으로 구별됨

 

[형 변환의 기본 원칙]

• 바이트 크기가 작은 자료형에서 큰 자료형으로 형 변환은 자동으로 이루어짐
• 덜 정밀한 자료형에서 더 정밀한 자료형으로 형 변환은 자동으로 이루어짐

자동 형 변환이 이루어지는 관계

묵시적 형 변환(=자동 형 변환)

1. 바이트 크기가 작은 자료형에서 큰 자료형으로 대입하는 경우

byte bNum = 10;
int iNum = bNum; // byte형 변수 bNum 값을 int형 변수 iNum에 대입

 

2. 덜 정밀한 자료형에서 더 정밀한 자료형으로 대입하는 경우

int iNum2 = 20;
float fNum = iNum2;

 

3. 연산 중에 자동 변환되는 경우

int iNum = 20;
float fNum = iNum;
double dNum;
dNum = fNum + iNum;
// iNum이 float형으로 변환되고, 두 변수를 더한 값이 double형으로 변환됨

 

명시적 형 변환(=강제 형 변환)

1. 바이트 크기가 큰 자료형에서 작은 자료형으로 대입하는 경우

int iNum = 10;
byte bNum = (byte)iNum; // 강제로 형을 바꾸려면 바꿀 형을 괄호로 써서 명시해야 함

 

2. 더 정밀한 자료형에서 덜 정밀한 자료형으로 대입하는 경우

double dNum = 3.14;
int iNum2 = (int)dNum;