자바 기초 - 5. 연산자

💡 기초 복습 겸 다시 정리하고 있습니다. 설명이 부족한 부분이 있을 수 있으니 고려하여 읽어주시기 바랍니다.

 

연산자와 연산식

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프로그램에서 데이터를 처리하여 결과를 산출하는 것을 연산(Operation) ,연산에서 사용되는 표시나 기호를 연산자(Operator)라고 합니다.

 

연산되는 데이터는 피연산자(Operand)라고 하며 연산의 과정을 기술한 것을 연산식(Expressions)라 합니다.

 

연산식은 반드시 하나의 값을 산출하므로, 하나의 값이 올 수 있는 곳이라면 어디든지 값 대신 연산식을 사용할 수 있습니다.

 

📌 연산자의 종류

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연산자는 필요로 하는 피연산자의 수에 따라 크게 단항, 이항, 삼항 연산자로 구분됩니다.

 

자바에서 제공하는 연산자는 다음과 같습니다.

 

 

 

🔎 단항 연산자

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단항 연산자란 피연산자가 하나인 연산자를 의미합니다.

 

 

🧨 부호 연산자

부호 연산자는 양수 및 음수를 표시하는 +, - 를 뜻합니다.

 

boolean과 char 타입을 제외한 나머지 기본 타입에 사용할 수 있습니다.

 

부호 연산자의 산출 타입은 int로 변경됩니다.

 

short s = 10;

short result1 = -s;  // 부호 연산자의 산출 타입은 int이므로 컴파일 에러 발생

int result2 = -s;  // 다음과 같이 int 타입에 대입

 

 

🧨 증감 연산자

증감 연산자는 변수의 값을 1증가(++)시키거나 감소(--)시키는 연산자를 뜻합니다.

 

boolean 타입을 제외한 모든 기본 타입에 사용할 수 있습니다.

 

증감 연산자는 위치(전위, 후위)에 따라 연산식의 결과가 다르게 나올 수 있습니다.

 

전위 증감 연산자의 경우, 우선 변수의 값을 1증가 (감소) 시킨 후 다른 연산자와 계산하고,

후위 증감 연산자의 경우, 다른 연산자를 먼저 처리한 후 변수의 값을 1증가(감수) 시킵니다.

 

int x = 1;
int y = 1;

int result1 = ++x + 10;  // 12 , 전위
int result2 = y++ + 10;  // 11 , 후위

// ++i 와 i = i + 1; 은 동일한 바이트 코드를 생성합니다.

 

 

🧨 논리 부정 연산자

논리 부정 연산자는 boolean 타입의 값을 부정(!)할 때 사용합니다.

 

부정한다는 것은 true -> false 로 false -> true로 값을 반대로 변경한다는 것을 의미합니다.

 

int check = true;

System.out.println(!check)  // false;
System.out.println(!check)  // true;

 

 

🧨 비트 반전 연산자

비트 반전 연산자는 정수 타입에만 사용되며, 피연산자를 2진수로 표현했을 때 비트값인 0을 1로, 1은 0으로 반전합니다.

 

최상위 비트 또한 반전되므로 부호가 반대인 새로운 값으로 산출되며, 이때 산출 타입은 int로 변환됩니다.

 

byte b1 = 10;

byte result1 = ~b1;  // 컴파일 에러

int result2 = ~b1;  // -11 , 00001010 -> 11110101

 

 

🔎 이항 연산자

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이항 연산자는 피연산자가 두 개인 연산자를 의미합니다.

 

🧨 산술 연산자

일반적인 사칙연산(+ , - , * , / ) 와 나머지(%) 를 구하기 위한 연산자를 의미합니다.

 

boolean 타입을 제외한 모든 기본 타입에 사용할 수 있습니다.

 

산술 연산자의 경우, 피연산자들의 타입이 동일하지 않으면 다음과 같은 규칙을 따릅니다.

 

• 피연산자들이 모두 정수 타입이고 int 타입 보다 작은 타입일 경우, 모두 int 타입으로 변환 후 연산 수행
• 피연산자들이 모두 정수 타입이고 long 타입이 있을 경우, 모두 long타입으로 변환 후 연산 수행
• 피연산자 중 실수 타입이 있을 경우, 크기가 가장 큰 타입으로 변환 후 연산 수행

 

산술 연산 시 주의할 점은 연산 후의 결과값이 저장하려는 타입의 크기보다 작은지 확인해야 합니다. 만약, 결과 값이 더 크다면 오버플로우가 발생하여 쓰레기 값을 얻게 되므로 주의해야합니다. 

 

🧨 문자열 연결 연산자

두 문자열을 서로 결합(+)하고 싶을 때 사용하는 연산자입니다.

 

문자열과 숫자가 혼합된 연산은 주의를 기울여 사용해야 합니다.

 

String result1 = "Hello" + 2023 + 2024;  // Hello20232024
String result2 = 2023 + 2024 + "Hello";   // 2047Hello

 

 

🧨 비교 연산자

대소( < , <= , > , >= ) 또는 동등( == , != )을 비교하여 true/false를 산출하는 연산자를 의미합니다.

 

boolean 을 제외한 모든 기본 타입에서 사용 가능합니다.

 

피연산자가 char 타입일 경우, 유니코드 값으로 비교 연산을 수행합니다.

 

연산을 수행하기 전, 타입 변환을 통해 피연산자의 타입을 일치시키지만, 부동소수점 타입들은 정확한 결과가 나오지 않을 수 있으므로 비교 시 타입을 모두 동일하게 변환하여 비교하는 것이 좋습니다.

 

문자열 비교는 비교 연산자가 아닌 equals()를 통해 비교해야합니다.

 

 

🧨 논리 연산자

논리 연산자는 논리곱(&&, &), 논리합(||, |), 배타적 논리합(^), 논리 부정(!) 연산을 수행하는 연산자 입니다.

 

boolean 타입에만 사용 가능합니다.

 

• 논리곱 : 피연산자가 모두 true 인 경우 true / 하나라도 false이면 false
• 논리합 : 피연산자 중 하나만 true여도 true / 모두 false이면 false
• 배타적 논리합 : 피연산자가 하나만 true이고 다른 하나가 false일 경우에만 true
• 논리 부정 : 피연산자의 논리값을 반대로 바꿈

기호의 갯수에 따른 작동 방식은 다음과 같습니다.

 

• && , || : 앞의 피연산자에서 이미 결과를 도출할 수 있으면, 더이상 연산하지 않고 결과를 산출 후 종료
• & , | : 두 피연산자 모두를 평가한 후 결과를 산출

위와 같은 작동원리로 성능상 && , || 를 많이 사용합니다.

 

 

🧨 비트 연산자

비트 연산자는 데이터를 비트 단위로 연산할 때 사용되는 연산자를 의미합니다.

 

비트 연산자는 비트만을 연산하기 때문에 0과 1로 표현가능한 정수 타입에만 사용 가능합니다.

 

비트 연산자는 피연사자를 int 타입으로 자동 타입 변환 후 연산을 수행합니다.

 

비트 연산자는 기능에 따라 비트 논리 연산자(& , | , ^ , ~)와 비트 이동 연산자(<< , >> , >>>) 로 구분합니다.

 

비트 논리 연산자

비트 이동 연산자

 

 

🧨 대입 연산자

대입 연산자는 오른쪽 피연산자의 값을 좌측 피연산자인 변수에 저장하는 연산자를 의미합니다.

 

 

 

🔎 삼항 연산자

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삼항 연산자는 세 개의 피연사자를 필요로 하는 연산자를 의미합니다.

 

사용 방법은 다음과 같습니다.

 

조건식 ? 값 또는 연산식 : 값 또는 연산식

 

String result1 = 5 > 3 ? "good" : "bad";   // good

 String result2 = 5 > 3 ? 10 > 5 ? "good1" : "bad1" : "bad2"; // good1

 

 

📌 연산의 방향과 우선순위

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연산식에는 다양한 연산자가 복합적으로 구성되므로 방향과 우선순위를 알아두는 것이 좋습니다.

 

하지만 ()로 연산되는 것끼리 묶어 사용하는 것이 가독성에 좋기 때문에 되도록이면 묶어서 사용하도록 합시다.

 

 

 

참고자료

이것이 자바다 - 신용권의 Java 프로그래밍 정복