[JAVA] 개발자 지망생 스터디 - 31일차

8. 논리 연산자

1) 조건 논리 연산자

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2) 비트 논리 연산자

> 정수 데이터를 가지고 연산을 수행하는데 비트 단위로 논리 연산을 수행한 후 정수로 결과를 리턴
~ : 단항 연산자로 1의 보수를 리턴하는 연산자
& : and 연산자로 둘 다 1인 경우만 1
| : or 연산자로 둘 다 0 인 경우만 0
^ : eXclusive OR 로 같으면 0 다르면 1

20 : 00000000 00000000 00000000 00010100
17 : 00000000 00000000 00000000 00010001

20 &  17 : 000000000 00000000 00000000 0001000 => 16
20 | 17 : 00000000 00000000 00000000 00010101 => 21
20 ^ 17 : 00000000 00000000 00000000 00000101 => 5

public class BitLogical {
    public static void main(String[] args) {
        int n1 = 20;
        int n2 = 17;
        System.out.println(n1 & n2); //16
        System.out.println(n1 | n2); //21
        System.out.println(n1 ^ n2); //5
    }
}​

9. 삼항 연산자

#기본 형식
> 조건식 ? 조건식이 true 일 때 남는 식 : 조건식이 false 일 때 남는 식
> 자바는 조건식은 반드시 boolean을 리턴해야 함

10. 할당 연산자

= : 오른쪽의 데이터를 왼쪽의 변수가 가리키도록 하는 연산자
연산자 = : 왼쪽의 데이터와 오른쪽의 데이터를 연산자를 이용해서 연산을 수행
그 결과를 왼쪽의 변수가 가리키도록 하는 연산자임

int a = 10;
a += 20;
System.out.println(a); // a = a + 20; result = 30

> 변수의 값을 1 증가시키는 방법
a++; // 이 방법이 속도가 가장 빠르다고 함
a+=1;
a = a + 1; // 이 방법이 제일 느림

11. 문자열의 + 연산자

> 문자열은 모든 데이터와 + 연산이 가능
> 기본형 데이터의 경우는 문자열로 형 변환을 해서 결합을 하고 나머지 데이터는 toString 메서드를 호출해서 그 결과를 결합하는 방식을 취하게 됨
> 문자열 리터럴은 static 영역에 저장되기 때문에 내용 변경이 안됨
문자열을 + 로 결합을 하게 되면 메모리 낭비가 발생할 수 있음
문자열 + 연산을 자주 사용하지 않는 것을 권장하고 String.format 이나 StringBuilder를 사용하는것을 권장함
Java 1.7 버전 부터는 문자열의 + 연산을 자바가 내부적으로 StringBuilder를 이용해서 수행하기 때문에 크게 관계 없음

---

제어문(ControlStatement)

1. java에서의 import

> java는 애플리케이션을 실행하면 JDK가 제공하는 클래스들은 JRE가 제공해주고 우리가 만든 모든 클래스를 JVM에 로딩을 해서 실행을 함
> 근본적으로 자바에서는 import 과정이 필요 없음
> java에서 import 는 메모리를 가져오는 개념이 아니고 줄여쓰기 위한 개념임

import java.util.BufferedReader;
앞으로 BufferedReader라고 쓰면 java.util.BufferedReader를 사용한다라는 의미임

import java.util.*;
java.util 패키지에 있는 모든 클래스를 줄여쓰기를 하겠다는 의미임

2. 콘솔에서 입력받기

1) java.io.BufferedReader 클래스 이용

BufferedReader br = new BufferedReader(new InputStreamReader(System.in));
String str = br.readLine(); // 한 줄의 문자열을 입력받아서 str에 대입​

> 이 방법은 예외 처리를 강제함

2) java.util.Scanner 클래스 이용

Sccaner sc = new Scanner(System.in);
자료형 변수이름 = sc.next자료형(); //문자열을 받아서 자료형으로 변환한 후 리턴

#실습

package kakao.itoriginal.controlstatement;

import java.io.BufferedReader;
import java.io.InputStreamReader;
import java.nio.Buffer;
import java.util.Scanner;

public class ConsoleInput {
    public static void main(String[] args) {
        /*
        //BufferedReader를 이용한 숫자 와 문자열 입력받기
        try (BufferedReader br = new BufferedReader(new InputStreamReader(System.in))) {
            System.out.print("이름을 입력하세요:");
            //한 줄의 문자열 입력받기
            String str = br.readLine();
            System.out.println(str);
            System.out.print("나이를 입력하세요:");
            String age = br.readLine();
            //age라는 문자열을 정수로 변환
            int nai = Integer.parseInt(age);
            System.out.println(nai);
        } catch (Exception e) {
            System.out.println(e.getLocalizedMessage());
        }
        */

        try (Scanner sc = new Scanner(System.in)) {
            System.out.println("나이를 입력하세요:");
            int age = sc.nextInt();

            System.out.print("이름을 입력하세요:");
            //숫자를 입력받고 문자열을 입력 받는 경우에는
            //앞에 입력한 Enter를 제거하기 위해 한 번 더 호출
            sc.nextLine();
            String name = sc.nextLine();
            System.out.println(name + ":" + age);
        } catch (Exception e) {
            System.out.println(e.getLocalizedMessage());
        }
    }
}​

💡 NS CHART
http://itnovice1.blogspot.com/2019/08/nsnassi-schneiderman.html
💡FLOW CHART
https://blog.naver.com/PostView.nhn?blogId=ycpiglet&logNo=222113989214&from=search&redirect=Log&widgetTypeCall=true&directAccess=false

플로우차트란 무엇인가? (흐름도, 순서도) / 기호 설명과 그리는 방법, 주의사항 (알고리즘, Algorit

[소프트웨어공학] NS(Nassi-Schneiderman) 차트

3. if

표현식 : 변수 상수(리터럴은 제외), 연산식, 메서드 호출 구문

1) 기본 형식

if(boolean이 나오는 표현식){
	표현식이 true일 때 수행할 내용
}else if(boolean이 리턴되는 표현식){
	앞의 표현식이 false이고 표현식이 true 일 때 수행할 내용
}...
else{
	앞의 모든 표현식이 false일 때 수행할 내용
}​

> if는 필수이며, 1번만 나와야 함
> else if는 0번 이상 여러 번 작성이 가능함
> else if를 만들 때 주의할 점은 dead code(결코 수행되지 않는 code) 조건을 만들면 안됨
> else 는 0번 이나 1번만 작성
> else if 와 else 가 같이 사용되는 경우에는 else 에서 예외적인 상황을 처리해주는 것이 좋음
예전 try ~ catch 가 없을 때 else를 가지고 예외처리를 했음

2) 기본 코드 예제

#점수를 입력받아서 60이 넘으면 합격 아니면 불합격을 출력

import java.util.Scanner;

public class PassIf {
    public static void main(String[] args) {
        try(Scanner sc = new Scanner(System.in)){
            System.out.println("점수 입력 : ");
            int score = sc.nextInt();
            if (score >= 60){
                System.out.println("축하합니다! 합격 입니다!");
            }else {
                System.out.println("안타깝게도 불합격 입니다.");
            }
        }catch (Exception e){
            System.out.println(e.getLocalizedMessage());
        }
    }
}​

# 점수를 입력받아서 90점 이상이면 A 80점 이상이면 B 70점 이상이면 C 60점 이상이면 D 그 이하는 F

import java.util.Scanner;
public class PassIf {
    public static void main(String[] args) {
        try(Scanner sc = new Scanner(System.in)){
            System.out.print("점수 입력 : ");
            int score = sc.nextInt();
            if (score >= 90 && score <= 100){
                System.out.println("A");
            }else if(score >= 80 && score < 90){
                System.out.println("B");
            }else if(score >= 70 && score < 80){
                System.out.println("C");
            }else if(score >= 60 && score < 70){
                System.out.println("D");
            }else if(score >= 0 && score < 60){
                System.out.println("F");
            }else {
                System.out.println("잘못된 점수를 입력하셨습니다.");
            }
        }catch (Exception e){
            System.out.println(e.getLocalizedMessage());
        }
    }
}

#ID와 PassWord를 입력 받아서 ID가 "root"이고 PassWord 가 "1234" 이면 로그인 성공 그렇지 않으면 로그인 실패 출력

import java.util.Scanner;
public class PassIf {
    public static void main(String[] args) {
        try(Scanner sc = new Scanner(System.in)){
            System.out.print("ID를 입력하세요 : ");
            String id = sc.nextLine();
            System.out.print("PW를 입력하세요 : ");
            String password = sc.nextLine();
            //문자열은 생성 방법에 따라 다른 인스턴스가 될 수 있어서 값이 동일한 지 비교할 때
            //==를 사용하면 안되고 equals 메서드를 이용하여 동일성 여부를 비교
            if(id.equals("root") && password.equals("1234")){
                System.out.println(id+"님 환영합니다");
            }else{
                System.out.println("잘못된 정보입니다.");
            }

        }catch (Exception e){
            System.out.println(e.getLocalizedMessage());
        }
    }
}​

4. switch ~ case

1) 기본 구조

switch(정수나 문자열 표현식):
	case 값1:
    	값1 일 때 수행할 내용;
        (break;)
	case 값2:
    	값2 일 때 수행할 내용;
        (break;)
	...
	default:
    	수행할 내용;
        (break;)
}​

> 값에 의한 분기
> 사용 가능한 데이터는 정수와 문자열
> case의 개수는 제한 없음
> case에 사용하는 데이터는 상수만 가능함
> break가 없으면 break를 만날때까지 모든 구문을 전부 수행

2) 기본 코드 예제

#하나의 정수를 입력 받아서 1이면 중식 2이면 한식 3이면 분식 나머지는 다이어트로 출력

import java.util.Scanner;
public class SwitchMenu {
    public static void main(String[] args) {
        try(Scanner sc = new Scanner(System.in)){
            final int CHINA = 1;
            System.out.print("메뉴 선택 (1~3) : ");
            int menu = sc.nextInt();
            switch (menu){
                case CHINA:
                    System.out.println("중식");
                    break;
                case 2:
                    System.out.println("한식");
                    break;
                case 3:
                    System.out.println("분식");
                    break;
                default:
                    System.out.println("다이어트");
                    break;
            }
        }catch (Exception e){
            System.out.println(e.getLocalizedMessage());
        }
    }
}

5. while

1) 기본구조

while(boolean 표현식){
	boolean 표현식이 false가 아니면 수행할 내용
}

> boolean 표현식이 false가 될 때 까지 내용을 반복

2) 기본 코드 예제

#1부터 10까지 합계

public class WhileExample {
    public static void main(String[] args) {
        int tot = 0;
        int i = 0;
        while (i <= 10) {
            //반복할 내용
            tot = tot + i;
            i += 1; // i = i + 1;
        }
        System.out.println("합계 : " + tot);
    }
}​

6. do ~ while

1) 기본 형식

do{
	boolean 표현식이 false가 아니면 수행할 내용
}while(boolean 표현식);

> boolean 표현식이 false가 될 때 까지 내용을 반복
> "무조건 한 번은 수행한다 " 라는 의미를 전달할 목적으로 이용

2) 기본 코드 예제

#1부터 10까지 합계

public class WhileExample {
    public static void main(String[] args) {
        int tot = 0;
        int i = 0;
        do {
            //반복할 내용
            tot = tot + i;
            i += 1; // i = i + 1;
        }while (i <= 10);
        System.out.println("합계 : " + tot);
    }
}​

7. for

1) 기본형식

for(초기식; boolean 표현식; 두번째부터 수행할 내용){
	boolean 표현식이 false가 아닌 경우 수행할 내용
}

> 각 식은 생략 가능
> 각 식에는 2개 이상의 문장을 사용해도 됨
이 경우에는 ,로 구분

# 기본 코드 예제

public class WhileExample {
    public static void main(String[] args) {
        for(int i=0, j=0; i<10 && j<5; i++, j+=2){
            System.out.println(i);
            System.out.println(j);
        }
    }
}​

2) 배열을 순회하면서 수행

for(임시변수 : 배열){
	배열의 데이터를 임시변수에 하나씩 대입하면서 수행할 내용
}

#배열 순회 예제

public class WhileExample {
    public static void main(String[] args) {
        for(int i=0, j=0; i<10 && j<5; i++, j+=2){
            System.out.println(i);
            System.out.println(j);
        }
        String [] names = {"KAKAO", "NAVER", "APPLE"};
        for(String name:names){
            System.out.println(name);
        }
    }
}​

8. 제어문 사용

> 실행할 내용이 한 줄이면 { } 생략가능 
> ( ) 다음에 ;을 하게 되면 제어문은 사용하지 않은 형태가 됨
> 제어문은 별도의 블럭을 생성하는데 이전 블럭에 만든 것을 다시 만들 수는 없고 자신의 블럭 안에 만든 것은 자신의 블럭에서만 사용가능하고 제어문이 종료되면 블럭은 소멸됨
> switch 의 case 에서 변수를 만드는 것은 수행될지 안될지 알 수 없기 때문에 안됨

9. break 와 continue

> 반복문 안에서 사용되면 if 와 함께 사용 됨

1) break

> switch 와 반복문 안에서 switch 와 반복문을 종료하는 기능
> break 다음에 수행할 내용이 없다면 break 대신에 자신을 호출한 메서드에게 제어권을 넘기는 return으로 작성해도 됨

2) continue

> 반복문 안에서 더 이상 아래로 내려가지 않고 다음 반복으로 넘어가는 기능

10. 무한 반복 만들기

//1
while(true){무한 반복}
//2
do{무한 반복}while(true);
//3
for(;;){무한 반복}

11. 반복문에 레이블 사용

레이블:반복문{}

> break 나 continue 를 할 때 뒤에 레이블을 붙일 수 있음
> 반복문 안에 반복문이 있을 때 바깥쪽 반복문을 종료하거나 넘어가고자 할 때 사용

---

Array(배열)

1. Array

> 동일한 자료형으로 구성된 데이터의 연속적인 모임
> 자바에서의 Array는 정적임
한 번 만들어지면 내부 요소의 수정은 가능하지만 크기 변경은 안됨
> 생성을 하면 데이터는 Heap에 생성이 됨
> 동일한 용도로 사용되는 데이터는 이름이 하나인게 관리하기 편리하기 때문임
여러 개의 데이터를 반복문이나 iterator를 이용해서 쉽게 사용할 수 있음
> 배열은 하나의 public 속성을 갖는데 속성은 length
배열이름.length 를 호출하면 한 단계 아래 하위 데이터의 개수를 리턴함
length 속성은 읽기 전용

2. 배열의 생성

1) 초기 데이터를 가지고 생성

• 선언할 때 만 가능

배열 요소 1개의 자료형 [] 배열이름 ={데이터 나열...}

2) 크기만 설정

배열 요소 1개의 자료형 [] 배열이름 = new 배열 요소 1개의 자료형[개수];
> 개수 만큼의 저장 공간이 확보되고 자동 초기화를 수행
숫자의 경우는 0
boolean의 경우는 false
나머지는 null

> 다시 선언하는 것도 가능
배열이름 = new 배열요소 1개의 자료형[개수];

3) [] 는 배열 이름 뒤에 기재해도 됨

> 자바에서는 대부분 앞에 기재
> 자료형[ ] : 배열

3. 배열의 요소 접근

배열이름[인덱스] : 인덱스는 0부터 length -1 까지

4. 배열의 순회

1) 기본 구조

for(임시변수 : 배열이름){
	배열의 데이터를 순차적으로 하나씩 임시변수에 대입하고 수행
}

2) 기본 예시 코드

public class WhileExample {
    public static void main(String[] args) {
        //데이터를 가지고 배열 생성
        String [] worldCup = {"아르헨티나", "프랑스", "크로아티아", "모로코"};
        //배열의 데이터 순회
        int len = worldCup.length;
        for(int i=0; i<len; i=i+1){
            String imsi = worldCup[i];
            System.out.println(imsi);
        }

        //생성하고 데이터를 대입
        int [] ar = new int[3]; //숫자는 0으로 초기화
        ar[0] = 20;
        ar[1] = 30;
        //배열의 순회
        for(int temp : ar) {
            System.out.printf("%5d", temp);
        }
    }
}

5. 배열 사용 시 많이 발생하는 예외

> NullPointerException : 배열의 메모리 할당이 이루어지지 않은 상태
> ArrayIndexOutOfBoundsException : 인덱스 오류

6. 다차원 배열

> 배열의 배열
> 배열 안의 요소가 배열인 형태
> [ ]의 개수를 차원의 개수라고 함
> 2차원 배열을 matrix 라고 함
3차원 배열이나 4차원 배열을 사용하는 경우가 있는데 머신러닝에서 주로 이용

1) 생성

>초기 데이터를 가지고 생성
자료형 [] [] 배열이름 = {{데이터 나열}, {데이터나열}, ... }

> 각 행의 열 숫자가 동일한 경우
자료형 [] [] 배열이름 = new 자료형 [크기][크기];

> 열의 숫자를 다르게 생성
자료형 [][] 배열이름 = new 자료형 [크기][];
배열이름[0] = new 자료형[크기];

2) 2차원 배열 사용

배열이름[행인덱스][열인덱스] 하면 데이터에 접근
배열이름[행인덱스]는 배열

3) 2차원 배열에서의 length

배열이름.length : 행의 개수
배열이름[행인덱스].length : 열의 개수

4) 배열은 만들 때 마지막을 가리키기 위해서 메모리를 사용하므로 메모리를 아끼고자 할 때는 2차원 배열을 1차원 배열로 만드는 것도 생각을 해봐야 함

public class WhileExample {
    public static void main(String[] args) {
        //2차원 배열
        String [][] programmers = {
                {"데니스", "비야네", "아르메스"},
                {"로이스", "제임스", "토마스"}
        };
        System.out.println(programmers.length); //행의 개수 : 2EA
        System.out.println(programmers[0].length); //열의 개수 : 3EA

        for(String [] ar : programmers){
            for (String designer : ar){
                System.out.print(designer + "\t");
            }
            System.out.println();
        }
        String [] langugeDesigner = {
                "데니스", "비야네", "아르메스", "로이스", "제임스", "토마스"
        };
        for(int i=0; i< langugeDesigner.length; i++){
            System.out.print(langugeDesigner[i] + "\t");
            if(i % 3 ==2){
                System.out.println();
            }
        }
    }
}

7. 배열에 데이터 추가

> 배열은 크기 변경이 불가
> 배열의 크기를 변경하고자 할 때는 배열의 데이터를 복사해서 수행해야 함
> 배열을 복사하는 방법은 직접 알고리즘을 구현해도 되고 Arrays 클래스의 static 메서드인 Arrays.copy를 이용할 수 있음
복사할 배열과 개수를 매개변수로 대입하면 됨

8. 배열의 데이터를 하나의 문자열로 만들기

> 배열은 toString 메서드가 없어서 문자열로 만들고자 하는 경우에는 Arrays.toString 메서드에 매개변수로 대입해서 결과를 리턴 받아야 함
Arrays.toString은 배열 안의 모든 요소의 toString을 호출해서 결합함

import java.lang.reflect.Array;
import java.util.Arrays;

public class WhileExample {
    public static void main(String[] args) {
        String [] ar = {"찰스 올라프", "버클리 올라프", "배네딧 올라프"};
        //위의 배열의 내용을 가지고 데이터를 1개 추가한 배열을 생성
        String [] br = new String[ar.length +1];
        //배열의 요소 복제
        for(int i=0; i<ar.length; i++){
            br[i] = ar[i];
        }

        String [] cr = Arrays.copyOf(ar, ar.length +1);
        cr[3] = "에브리타임 올라프";
        //배열의 요소들을 하나의 문자열로 생성
        System.out.println(Arrays.toString(cr));
    }
}​

9. Sorting

> 배열은 데이터가 여러 개 이므로 접근을 할 때 원하는 순서대로 접근할 수 있도록 정렬을 하는 경우가 많음
> 직접 알고리즘을 구현해서 할 수 있고 Arrays 클래스가 제공하는 sort 라는 메서드를 이용하는 방법이 있음
대부분 API가 제공하는 메서드들은 Quick Sort 나 Heap 또는 Merge Sort 를 주로 이용
선택 정렬이나 버블 정렬은 학습 단계에서 반복문을 공부할 목적으로 주로 하고 애플리케이션에서는 성능이 떨어지기 때문에 잘 사용하지 않음
> Arrays.sort 메서드는 기본적으로 크기 비교가 가능한 메서드를 소유하고 있어야 하고 이를 직접 구현해서도 가능
기본은 오름차순임

1) Arrays.sort 메서드를 이용한 데이터의 정렬

> 숫자 데이터와 문자열 그리고 Date 클래스의 배열은 별도로 메서드를 구현하지 않아도 오름차순 정렬이 가능
> Wrapper 클래스 와 String 그리고 Date 는 Comparable 이라는 인터페이스가 구현되어 있기 때문임

//문자열을 오름차순 정렬
Arrays.sort(cr);
System.out.println(Arrays.toString(cr));

2) 선택 정렬(Selection Sort)

첫 번째 데이터 부터 마지막 바로 앞 데이터까지 자신의 뒤에 있는 모든 데이터와 비교해서 정렬해나가는 방식

앞의 데이터가 클 때 데이터를 교환하면 오름차순 정렬이 되고 뒤의 데이터가 클 떄 데이터를 교환하면 내림차순 정렬이 됨

import java.util.Arrays;
public class WhileExample {
    public static void main(String[] args) {
        int [] ar = {1, 5, 3, 2, 4};
        //선택 정렬
        for(int i=0; i<ar.length-1; i++){
            //기준의 뒤부터 마지막 자리까지
            for(int j=i+1; j<ar.length; j++){
                //자리의 데이터를 비교해서 기준 자리의 데이터가 크면
                //2개의 데이터를 swap
                if(ar[i]>ar[j]){
                    int temp = ar[i];
                    ar[i] = ar[j];
                    ar[j] = temp;
                }
            }
            //하나의 pass가 완료되면 출력
            System.out.println("[" + i + "번째 pass]" +Arrays.toString(ar));
        }
        System.out.println(Arrays.toString(ar));
    }
}​

10. search(검색)

1) 검색 알고리즘

> 순차 검색 : 데이터를 정렬하지 않은 상태에서 처음부터 끝까지 데이터를 찾을 때까지 비교해 나가는 방식
> 제어 검색 : 데이터를 정렬한 상태에서 검색

#binary search
> 중앙에 있는 데이터와 비교해서 같으면 찾은 것이고 작으면 왼쪽 부분의 배열에 다시 다시 중앙 값과 비교하고 크면 오른 쪽의 배열에서 중앙값과 비교하면서 찾는 방식

#fibonacci search
> 피보나치 수열의 순서대로 검색해나가는 방식
💡 fibonacci 수열 : 첫번째와 두번째는 1이고 세번째 부터는 앞의 2개 항의 합인 수열 (1, 1, 2, 3, 5, 8, 13, 21, 34, 55, 89, ... )

#interpolation search
> 찾는 위치를 계산해서 찾는 방식
( ( 검색값 - 최소값 ) / ( 최대값 - 최소값 ) ) * ( 최대인덱스 - 최소인덱스 ) + 1
을 해서 찾는 위치를 결정하는 방식
> 데이터의 간격이 균등할때 효과적임

#tree search
> 데이터를 저장할 때 tree 구조로 저장해서 검색에 활용

#block search
> 블록끼리는 정렬이 되어 있고 블럭 내부는 정렬이 되지 않은 경우 사용

#hashing
> 데이터에 key를 생성해서 찾아가는 방식으로 가장 빠르지만 메모리 효율은 떨어짐