[JAVA] 3주차 연산자

목표

자바가 제공하는 다양한 연산자를 학습하세요.

학습할 것

• 산술 연산자
• 비트 연산자
• 관계 연산자
• 논리 연산자
• instanceof
• assignment(=) operator
• 화살표(->) 연산자
• 3항 연산자
• 연산자 우선 순위
• (optional) Java 13. switch 연산자

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산술 연산자

• 사칙연산을 다루는 연산자
• 더하기(+), 빼기(-), 곱하기(*), 나누기(/), 나머지(%)
• 피연산자에 대한 연산
• int형 타입보다 범위가 작은 데이터 연산 시, int형으로 변환 후 연산을 한다.
  ex) byte＋int → int＋int = int
• int형 타입보다 큰 범위의 데이터가 있다면, int형 보다 큰 타입이 반환 후 연산을 한다.
  ex) int＋long → long＋long = long
• 피연산자 중에 실수 타입이 존재한다면, 실수 타입으로 변환 후 연산을 한다.
  ex) int＋double → double＋double = double

 

연산자	의미	예	결과
+	더하기	25.5 + 4.6	29.1
-	빼기	3 - 5	-2
*	곱하기	2.5 * 4.0	10.0
/	나누기	5 / 2	2
%	나머지	5 % 2	1

 

✅ 정수와 정수를 나누기(/)를 했을 때 소수점의 결과를 얻고 싶다면,
나눠주는 값을 실수 타입으로 형 변환 해야 한다.

int a = 10;
int b = 4;

System.out.printf("%d / %d = %d\n", a, b, a/b); // 2 출력
System.out.printf("%d / %f = %f\n", a, (float)b, a/(float)b); // 2.5 출력​

 

✅ 문자도 산술연산이 가능하다.
      → 문자는 실제로 해당 문자의 유니코드로 바꾸어 저장되기 때문이다.

System.out.println('f' - 'a'); // 102-97 = 5 출력​

<유니코드 표 참조>

 

 

비트 연산자

비트 연산

1. 비트 논리 연산 : AND, OR, XOR, NOT 연산
2. 비트 시프트 연산 : 비트를 오른쪽이나 왼쪽으로 이동시킨다.

• 비트 논리 연산(&, |, ^, ~)
  • 피연산자의 각 비트들끼리 이루어지는 AND, OR, XOR, NOT의 논리 연산
    • a & b (AND 연산) : 두 비트 모두 1이면 1, 그렇지 않으면 0
    • a | b (OR 연산) : 두 비트 모두 0이면 0, 그렇지 않으면 1
    • a ^ b (XOR 연산) : 두 비트가 다르면 1, 같으면 0
    • ~ a (NOT 연산) : 1을 0으로, 0을 1로 변환

• 비트 시프트 연산(>>, >>>, <<)
  • 새로운 비트를 오른쪽이나 왼쪽 끝에 삽입하면서 비트의 자리를 이동시키는 연산
  • 저장 공간의 크기가 정해져 있으므로 시프트되는 방향에 따라 끝에 있는 비트는 사라지게 된다.
  • 시프트 연산자
    • a >> b : a의 각 비트를 오른쪽으로 b번 시프트한다. (산술적 오른쪽 시프트, 최상위 비트의 빈자리는 시프트 전의 최상위 비트로 채운다.)
    • a >>> b : a의 각 비트를 오른쪽으로 b번 시프트한다. (논리적 오른쪽 시프트, 최상위 비트의 빈자리는 항상 0으로 채운다.)
    • a << b : a의 각 비트를 왼쪽으로 b번 시프트한다. (산술적 왼쪽 시프트, 최하위 비트의 빈자리는 항상 0으로 채운다.)

✅
최상위 비트(MSB) : 이진수의 제일 높은 자리수
최하위 비트(LSB) : 이진수의 제일 낮은 자리수
ex. 21 → 00010101 ⇒ 최상위비트 : 0, 최하위비트 : 1

• byte, short, int, long, char 타입만 가능하고, float, double, boolean은 사용할 수 없다. 
• >> 와 <<는 1비트 시프트 할 때마다 나누기 2, 곱하기 2의 효과가 각각 나타난다.

 

관계 연산자(비교 연산자)

• 두 개의 피연산자를 비교하여 true 또는 false의 논리 값을 내는 연산
• 비교하는 피연산자의 타입이 다르면 자료형의 범위가 큰 쪽으로 타입을 일치 시킨 뒤 비교한다.

연산자	내용	예제	결과
a < b	a가 b보다 작으면 true	3 < 5	true
a > b	a가 b보다 크면 true	3 > 5	false
a <= b	a가 b보다 작거나 같으면 true	1<= 0	false
a >= b	a가 b보다 크거나 같으면 true	10 >= 10	true
a == b	a가 b와 같으면 true	1 == 3	false
a != b	a가 b와 같지 않으면 true	1 != 3	true

 

 

논리 연산자

• 논리 값을 대상으로 AND, OR, XOR, NOT의 논리 연산을 하여 true 또는 false의 논리 값을 내는 연산자

연산자	내용	예제	결과
! a	a가 true이면 false, false이면 true	! (3<5)	false
a || b	a와 b의 OR 연산. a와 b 모두 false인 경우에만 false	(3>5) || (1==1)	true
a && b	a와 b의 AND 연산. a와 b 모두 true인 경우에만 true	(3<5) && (1==1)	true
a ^ b	a와 b의 XOR 연산. a와 b가 서로 다를 때 true	(3>5) ^ (1==1)	true

 

✅ 효율적인 연산
논리 연산자의 또 다른 특징은 효율적인 연산을 한다는 것인데,
OR연산인 || 의 경우, 두 피연산자 중 어느 한쪽만 참이여도 참이기에 좌측에 우선 평가 될 피연산자에 참이 될 가능성이 높은 피연산자를 위치하면 좌측의 피연산자가 참일 경우 우측의 피연산자 수행을 하지 않고 진행하게 된다.
AND연산인&& 도 마찬가지로 어느 한 쪽만 거짓이여도 결과는 거짓이 되기 때문에 false를 반환할 확률이 높은 평가식을 좌측 피연산자위치에 놓을 경우 더 빠른 연산결과를 얻을 수 있다.

 

 

instanceof

• 객체 타입을 확인하는 연산자
• 형변환 가능 여부를 확인하며 true 또는 false의 값으로 결과를 반환한다.
• 주로 상속 관계에서 부모객체인지 자식 객체인지 확인하는 데 사용된다.
• instanceof 연산의 결과가 true라는 것은 검사한 타입으로의 형변환이 가능하다는 의미이다.
• 사용 방법

object instanceof type

   ⇒ object가 type을 상속받는 클라스라면 true를 리턴하고, 그렇지 않다면 false를 리턴한다.

• 예제

public class InstanceofTest {
	public static void main(String[] args) {
		
		A a = new A();
		B b = new B();
		
		
		//객체 a는 자기 자신의 객체이기 때문에 형변환 가능
		System.out.println(a instanceof A);  //true 출력
		
		//객체 b는 A의 자식객체이기 때문에 A로 형변환 가능
		System.out.println(b instanceof A);  //true 출력
		
		
		//객체 a는 B의 부모객체이기때문에 형변환 불가능
		System.out.println(a instanceof B);  //false 출력
		
		//객체 b는 자기 자신의 객체이기때문에 형변환 가능
		System.out.println(b instanceof B);  //true 출력
		
	} 
}

class A{ }

class B extends A{ }

 

 

assignment(=) operator (대입 연산자)

• 연산자의 오른쪽 식의 결과를 왼쪽에 있는 변수에 대입한다.
• 피연산자들의 결합 방향은 오른쪽에서 왼쪽

대입 연산자	내용	대입 연산자	내용
a = b	b의 값을 a에 대입	a &= b	a = a & b
a += b	a = a + b	a ^= b	a = a ^ b
a -= b	a = a - b	a |= b	a = a | b
a *= b	a = a * b	a <<= b	a = a << b
a /= b	a = a / b	a >>= b	a = a >> b
a %= b	a = a % b	a >>>= b	a = a >>> b

 

화살표(->) 연산자

• 자바 8에 추가된 "람다"를 지원하기 위한 연산자
• 메소드를 람다 표현식으로 표현하면, 클래스를 작성하고 객체를 생성하지 않아도 메소드를 사용할 수 있다.
• 함수형 인터페이스에서만 사용 할 수 있다.
• 익명 함수에 사용한다.
• 간결한 코드를 작성할 수 있고 가독성이 향상되지만 재사용이 불가능하고 디버깅이 어렵다.
• 재사용 하지 않을 메서드를 변수에 담지 않고 사용할 수 있어 메모리 낭비를 줄일 수 있다는 장점이 있다.
• 형태 (매개변수목록) ->{실행문/리턴문} (실행문만 있는 경우 괄호를 생략 할 수 있다.)

//기존 방식
Foo foo1 = new Foo() {
	@Override
	public int plus(int a, int b) {
		return a + b;
	}
};

//람다식 이용
Foo foo2 = (int a, int b) -> a+b;

int a = foo1.plus(1, 2);// 3 출력
int b = foo2.plus(1, 2);// 3 출력

 

 

3항 연산자

• 3개의 피연산자를 필요로 하는 연산자
• if-else문을 축약하는 문법
• 문법 :  (조건문) : ? 참 : 거짓

(출처 : https://junghn.tistory.com/entry/JAVA-삼항연산자이란-사용법-예제 )

• if문과 비교했을 때, 확연히 로직이 간단해지는 걸 볼 수 있다.○ if문

int a;

if(5<4) {
    a = 50;
}else {
    a = 40;
}
System.out.println(a); // 40 출력

   ○ 3항 연산자

(출처 : <https://coding-factory.tistory.com/266>)

int b = (5 < 4) ? 50 : 40; 
System.out.println(b); // 40 출력

 

• 주의사항
  ○  삼항 연산자를 사용하여 코드의 라인이 줄어들었다고 컴파일 속도가 빨라지는 것은 아니다.
  ○  삼항 연산자를 중복해서 처리할 경우. 가독성이 떨어질 수 있어 지양하는게 좋다.

 

연산자 우선 순위

• 식에 여러 개의 연산자가 있는 경우, 우선순위가 높은 연산자를 먼저 처리한다.
• 우선순위가 동일하면 왼쪽에서 오른쪽으로 처리한다.
  (단, 대입 연산자, --, ++, +(양수 부호), -(음수 부호), !, 타입 변환 연산자는 오른쪽에서 왼쪽으로 처리한다.)
• 괄호는 항상 최우선적으로 처리한다.
• 단항→이항→삼항 연산자 순으로 우선순위를 갖는다.
• 산술→비교→논리→대입 연산자 순으로 우선순위를 갖는다.

(출처 : https://toma0912.tistory.com/66 )

 

 

Java 13. switch 연산자

• 자바 13부터는 switch문이 아니라 switch식이라고 표현된다. 이 말은 switch 가 값을 갖는다는 뜻이다.
• : 대신 -> 를 사용할 수 있다.
• return 대신 yield 키워드를 사용해 값을 리턴할 수 있다.
• switch 연산자 예제

static void howMany(int n) {
    switch (n) {
        case 1  -> System.out.println("one");
        case 2  -> System.out.println("two");
        default -> System.out.println("many");
    }
}

public static void main(String[] args) {

	howMany(1);   // one 출력
	howMany(2);   // two 출력
	howMany(3);   // many 출력
}

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참고

https://catsbi.oopy.io/c750e102-a202-4b70-b679-71c2fb24188a

https://velog.io/@pond1029/operator

https://velog.io/@pond1029/operator