[Java] 3주차. 자바가 제공하는 다양한 연산자

자바가 제공하는 다양한 연산자

프로그램에서 데이터를 처리하고 결과를 산출하는 것을 연산(operations)라고 한다. 연산에 사용되는 기호를 연산자(operator)라고 하고, 연산되는 데이터는 피연산자(operand)라고 한다. 연산자와 피연산자를 이용하여 연산의과정을 기술한 것을 연산식(expressions)라고 부른다

연산자의 종류

연산자의 종류	연산자	피연산자수	의미
증감	++, –	단항	데이터를 1혹은 -1씩 증감
산술	+, -, *, /, %	이항	사칙연산, 나머지
시프트	«, »	이항	해당 데이터를 시프트 연산
비교(관계)	<, >, >=, <=, ==, !=	이항	데이터와 데이터의 크기와 같은 값인지 비교
논리	&&, II, ^, ~	이항	데이터의 비트가 같은지(값이 같은지) 비교
조건	?, : -> 조건? A:B	삼항	조건이 참, 거짓에 따라 다른 값을 선택
대입	=, *=, /=, -=, &=, ^=, I=, «=,  »=, »>=	이항	대입 연산자 우측의 값을 데이터와 연산후 데이터에 다시 대입

• 연산자는 변수의 값을 변경하거나 대입하는데 사용된다
• 자바에서는 연산자에 따라 연산 대상이 될 수 있는 데이터 타입이 정해져 있다 (정수나 실수만 가능)
• 오버플로 (overflow) 또는 언더플로 (underflow) 등 범위를 벗어나는 연산들에 대해서는 연산 결과에 불필요한 값이 저장된다
• 0으로 나눌 경우는 오류가 발생한다

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1. 산술 연산자 (+, -, *, /, %)

자바에서 산술 연산자란 덧셈, 뺄셈, 곱셈, 몫, 나머지를 구하는 5가지의 연산자로 나누어진다

기호	설명	기능
+	덧셈 / 부호	3 + 4, a + b
-	뺄셈 / 부호	3 - 4, a - b
*	곱셈	3 * 4, a * b
/	나눗셈	3 / 4, a / b
%	나머지	3 % 4, a % b

• 산술 연산자는 사칙연산을 다루는 기본적이면서도 가장 많이 사용되는 연산자이다
• 산술 연산자는 모두 두 개의 피연산자를 가지는 이항 연산자이며, 피연산자들의 결합 방향은 왼쪽에서 오른쪽이다
• 나머지 연산은 결과가 항상 정수이다

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2. 관계 연산자 ( <, <=, >, >=, ==, != )

기호	기능	설명
<blockquote> >	a > b	a 가 b 보다 크면 true
<blockquote> >=	a > = b	a 가 b 보다 크거나 같으면 true
<blockquote> <	a < b	a 가 b 보다 작으면 true
<blockquote> <=	a < = b	a 가 b 보다 작거나 같으면 true
<blockquote> ==	a == b	a 가 b 와 같으면 true
<blockquote> !=	a != b	a 가 b 와 같지 않으면 true

• 비교 연산자의 결과 값은 크기 값을 비교하여 조건을 만족하면 true 그렇지 않으면 false를 반환한다
• 만약 비교되는 숫자의 데이터 타입이 다를 경우 기본적으로 크기가 큰 데이터 타입에 맞추어 비교 연산을 실행 한다

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3. 비트 연산자

기호	기능	설명
<blockquote>&&	a && b	a, b 모두 true 이면 true
<blockquote>II	a II b	a, b 둘 중 하나라도 true 이면 true
<blockquote>!	!a	a 가 true 이면 false, false 이면 true

비트 연산자 ( &,|, ^)

• 비트 연산자는 두 수를 각각 2진수로 변환하여 두 수의 각 비트 연산을 수행한다
  • & (비트곱) : 두 비트가 1일때, 나머지는 0
  • | (비트합) : 두 비트 중 하나 이상이 1 이면 1, 두 비트 모두 0 이면 0
  • ^ (xor 배타적 논리합) : 두 비트가 다르면 1, 같으면 0

비트 이동 연산자 ( «, » )

• 왼쪽 항의 값을 2진수로 변환하여 오른쪽 항의 값만큼 비트를 왼쪽 («), 오른쪽 (»), 으로 이동시키는 연산을 수행한다

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4. 논리 연산자 (&, |, &&, ||)

• & : 연산을 수행하여 양쪽 항이 모두 true 일 때만 true 를 반환한다
• | : 연산을 수행하여 양쪽 항 중 한쪽만 true 를 만족해도 true 를 반환한다
• && : 만일 왼쪽 항이 false 일 경우에는 오른쪽 항을 수행하지 않고 무조건 false 를 반환한다 ( 양쪽 항을 모두 검사하는 & 보다 속도가 빠름)
• || : 만일 왼쪽 항이 true 일 경우에는 오른쪽 항을 수행하지 않고 무조건 true 를 반환한다 ( 양쪽 항을 모두 검사하는 | 보다 속도가 빠름)

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5. 대입 연산자 ( =, +=, -=, *=, /=, %= )

기호	기능	설명
<blockquote>=	a = 9;	변수 a에 값 9 를 할당
<blockquote>+=	a += b;	a = a + b;
<blockquote>-=	a -= b;	a = a - b;
<blockquote>*=	a *= b;	a = a * b;
<blockquote>/=	a /= b;	a = a / b;
<blockquote>%=	a %= b;	a = a % b;

• 대입 연산자는 변수에 값을 대입할 때 사용하는 이항 연산자이며, 피연산자들의 결합 방향은 오른쪽에서 왼쪽이다
• 또한, 앞서 살펴본 산술 연산자와 결합한 다양한 복합 대입 연산자가 존재한다

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6. 3항 연산자

| max = a > b ? a : b; | a 가 b 보다 크면 a 의 값을 max 에 할당
a 가 b 보다 크지 않다면 b 의 값을 max에 할당 | |:———————:|:————————————————————–:|

• 단순한 IF 문일 경우 라인수를 획기적으로 줄여주는 방식이 바로 3항 연산자이다
• 상함연산자는 (조건문) : ? 참 : 거짓 이라는 문법을 가지게 된다

//IF ELSE
int a;
if(5<4) {
a = 50;
  }else {
a = 40;
  }
  System.out.println(a); //결과 = 40 

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

• 위와 같이 삼항연산자가 할 수 있는 것은 IF ELSE 문을 통해서도 처리가 가능하다
• 삼항연산자를 사용하여 코드의 라인이 줄어들었다고 컴파일 속도가 빨라지는 것은 아니다
• 삼항연산자를 중복해서 처리할 경우, 가독성이 떨어질 수 있으므로 중복처리를 피하는 것이 좋다

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instanceof

• 참조변수가 참조하고 있는 인스턴스의 실제 타입을 알아보기 위해 instanceof 연산자를 사용한다
• 주로 조건문에 사용되며, instanceof 의 왼쪽에는 참조변수를 오른쪽에는 타입(클래스명)이 피연산자로 위치한다
• 연산의 결과로 boolean 값인 true, false 중의 하나를 반환 한다
• instanceof 를 이용한 연산결과로 true 를 얻었다는 것은 참조 변수가 검사한 타입으로 형 변환이 가능하다는 것을 뜻한다

화살표(->)연산자

람다식에 사용되는 연산자이다

• 람다식이란 식별자없이 실행가능한 함수를 의미한다
• 함수인데 함수를 따로 만들지 않고 코드한줄에 함수를 써서 그것을 호출하는 방식이다

(매개변수, ...) -> { 실행문 ... }

매개변수, ... 는 오른쪽 중괄호 {} 블록을 실행하기 위해 필요한 값을 제공하는 역할을 한다. 매개 변수의 이름은 개발자가 자유롭게 지정할 수 있으며 인자타입도 명시하지 않아도 된다. -> 기호는 매개 변수를 이용해서 중괄호 {}바디를 실행한다는 뜻으로 해석하면 된다

람다식 장점

1. 람다를 사용하면서 만드는 무명함수는 재사용이 불가능하다
2. 코드가 간결하고 식에 개발자의 의도가 명확히 드러나므로 가독성이 향상된다
3. 함수를 만드는 과정없이 한번에 처리할 수 있기에 코딩하는 시간이 줄어든다
4. 병렬 프로그래밍이 용이하다

람다식 단점

1. 람다를 사용하면서 만드는 무명함수는 재사용이 불가능하다
2. 디버깅이 다소 까다롭다
3. 람다를 남발하면 코드가 지저분해질 수 있다 (비슷한 함수를 계속 중복생성할 가능성이 높다)
4. 재귀로 만들경우에는 다소 부적합한면이 있다

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연산자 우선 순위

1. 최우선연산자 ( ., [], () )
2. 단항연산자 ( ++, –, !, ~, +/- : 부정, bit 변환 > 부호 > 증감 )
3. 산술연산자 ( *, /, %, +, -, shift ) < 시프트연산자 ( », «, »> ) >
4. 비교연산자 ( >, <, >=, <=, ==, != )

5. 비트연산자 ( &,

   , ~)

6. 논리연산자 ( &&,

   , ! )

7. 삼항연산자 ( 조건식 ) ? :
8. 대입연산자 ( =, *=, /=, %=, +=, -= )

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(optional) Java 13. switch 연산자

Java 12 부터 프리뷰로 추가되었다

: 대신 -> 를 사용할 수 있다

int a = 1;

switch(a){
  case 1 -> System.out.println("case1");
  case 2 -> System.out.println("case2");
  }

yield 기능을 이용해 값을 리턴 할 수 있습니다

int a = 1;
int b = switch (a) {
  case 1 -> {
    System.out.println("case1");
    yield 10;
  }
  case 2 -> {
    System.out.println("case2");
    yield 12;
  }
}

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