Java week3

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

연산자

연산: 데이터를 처리하여 결과를 산출하는 것으로 연산식은 반드시 하나의 값을 산출
연산자(operator): 연산에 사용되는 표시나 기호
피연산자: 연산되는 데이터
피연산자의 수에 따라서
- 단항 연산자: ++x;
- 이항 연산자: x + y;
- 삼항 연산자: 조건식(피연산자1) ? 값 또는 연산식(피연산자2): 값 또는 연산식(피연산자3)
  - 피연산자1 인 조건식이 참 인경우 피연산자2 산출. 거짓 인경우 피연산자3 산출.
  - ex) int num=20 (num>10) ? “A”: “B”;
연산자 종류: 산술, 부호, 문자열, 대입, 증감, 비교, 논리, 조건, 비트, 쉬프트
연산 방향: 증감, 대입 연산자는 우변에서 좌변, 나머지는 좌측에서 우측으로 연산이 이루어진다.
연산자 우선순위 는 하단에서 설명

1. 산술 연산자

+, -, *, /, %: 사칙연산과 나머지 계산을 하는 연산으로 결과는 숫자 타입으로 결과가 나온다
- / : 몫
- %: 나머지
우선순위: *, /, % 이 같은 우선순위를 가진다.
산술 연산자는 피연산자들의 타입이 동일하지 않을 경우 다음의 규칙을 통해서 피연산자들의 타입을 일치하여 연산을 수행

1. 피연산자들이 정수이면서 int보다 작은 경우(= byte) int로 변환하여 계산, int로 산출
	byte + byte => int + int = int
2. 피연산자들이 정수이면서, long타입이 있는 경우 long으로 변환하여 계산, long으로 산출
	int + long => long + long = long
3. 피연산자 중 실수 타입(float, double)이 있는 경우, 크기가 큰 실수 타입으로 변환 후 연산, 큰 실수 타입으로 산출
	int + double => double + double = double	
	

1번의 경우에는 기본적으로 Java가 아니 JVM이 32bit 단위로 계산을 하기 때문에 int(4byte) 타입으로 나오게 됨

산술 연산을 적용할 때는 해당 타입의 범위를 벗어나는지 체크하는 로직이 들어가야 할 듯

NaN Infinity 연산

5 / 0 -> ArithmeticException 발생
5 % 0  -> ArithmeticException 발생

- 실수타입으로 나눈다면?
double a = 5 / 0.0 -> Infinity
double b = 5 % 0.0 -> NaN(Not a Number)

a + 1
b + 2

이런식으로 연산을 이어나가게되면 엉망이된다.

무한대 이거나, Not a Number 의 경우는 사실 연산 과정에서 잘못된 입력을 받았다고 생각하면된다.
Double.isInfinite(), Double.isNaN() 메소드를 활용해서 파악할 수 있다.

2. 비트 연산자

bit 단위로 연산. 0과 1이 피연산자이다.
0과 1로만 표현이 가능한 정수 타입만 비트 연산을 할 수 있다.
기능에 따라서 비트 논리 연산자와 비트 이동 연산자로 구분

비트 논리 연산자(&, |, ^, ~)

논리곱(&) : 두 비트가 모두 1일 경우에 연산 결과가 1
논리합(|) : 두 비트 중 하나이상 1이면 연산 결과가 1
배타적 논리합(^): 두 비트 중 하나만 1이면 연산 결과가 1
논리 부정(~): 보수
논리 연산 결과는 int 타입
예시

1. 십진수 45, 25를 비트 논리 연산

45(10) = 00101101(2)
25(10) = 00011001(2)

(1) 논리곱(&)
00101101
00011001
00001001 = 9(10)

(2) 논리합(|)
00101101
00011001
00111101 = 61(10)

(3) 배타적 논리합(|)
00101101
00011001
00110100 = 52(10)

(4) 논리 부정(~)
00101101  -> 11010010
00011001 -> 11100110

비트 이동 연산자(«, », »>)

정수 데이터의 비트를 좌측과 우측으로 이동하는 연산자 = 쉬프트연산
a « b // 정수 a의 각 비트를 b만큼 왼쪽으로 이동. 빈자리는 0으로 채워진다
a » b // 정수 a의 각 비트를 b만큼 오른쪽으로 이동. 빈자리는 최상위 부호 비트와 같은 값으로 채워진다
a »> b // 정수 a의 각 비트를 b만큼 오른쪽으로 이동. 빈자리는 0으로 채워진다 (자바에만 있는 연산임) -> 결과는 무조건 양수
비트연산 잘 정리된 블로그

3. 관계(비교) 연산자

비교 연산자는 대소(<, <=, >, >=) 동등(==, !=) 비교하여 boolean 타입을 리턴한다.
비교할 때 비교되는 피연산자들의 타입을 일치시키는데 대표적인 예는 아래와 같다

- char = int
'A' == 65 // 이경우 int 타입으로 변환되어서 true를 리턴한다.

- int = double
3 == 3.0 // 이경우 double 타입으로 변환되어서 true를 리턴한다.


- 예외
double == float
3.0 == 3.0f  ------> false

기본적으로 실수에 f를 붙이지 않으면 double형으로 인식하는데
double 3.0과 float 3.0은 다르다.
이유는 모든 부동소수점 타입은 0.1을 정확하게 표현할 수 없다.
예를 들어서 0.1f 는 0.1의 근사값으로 0.10000000149011612와 같은 값이 된다.
때문에 실질적으로 0.1보다는 큰 값이다.
그래서 정확한 계산을 위해서는 int로 계산하는 것이 맞다. 아래 예시를 적는다.

추가) 실수타입.. 정확한 값을 계산하지 못하는 경우

실수를 표현하는 방법으로 부동소수점을 사용
32비트로 되어있으며 부호부에 1비트, 지수부(정수)에 8비트, 가수부(실수)에 23비트를 할당하는 표현 방식을 말한다.
정수부분을 2진수로 변환한 값을 지수부에, 실수(소수점이하 부분)을 2진수로 변환한 값을 가수부에
ex) 0.3을 2진수로 변환하면 0100110011 …..무한 반복. 결국 아래와 같이 실수탑은 정확한 값을 계산하지 못함

4. 논리연산자

논리곱(&& 혹은 &), 논리합( 혹은 ), 배타적 논리합(^), 논리 부정(!) 연산 수행
피연산자는 boolean 타입만 사용
논리곱(&&) : 피연산자 모두가 true 일 때 연산 결과가 true
논리합(||) : 피연산자 하나이상 true 일 때 연산 결과가 true
배타적논리합(^) : 피연산자가 하나만 true 일 때 연산 결과가 true
논리부정(!) : 피연산자의 논리값을 바꿈 true -> false , false -> true

(&& vs &) , (|| vs |) 차이

&&, 연산자가 &, 보다 결과를 빠르게 낼 수 있다.
&&, 연산자가 &, 연산자와 다르게 앞의 피연산자의 결과에 따라서 뒤 연산 결과를 확인하지 않고, 결과를 산출한다

5. instanceof

객체의 타입을 확인하는 연산자로, 특정 클래스나 인터페이스로부터 생성된 객체인지 판별하여 boolean 타입 리턴
상속관계에서도 사용이 가능하다. 자식 클래스 객체 instanceof 부모 클래스 => true
** 타입이 상위클래스도 하위클래스도 아닐경우 에러. 타입은 해당 객체의 클래스의 상위 클래스 혹은 하위 클래스
사용방법 객체 instanceof 클래스

A a = new A();
boolean result = a instanceof A;

6. assignment(=) operator 대입 연산자

연산이 있거나 단순히 대입이거나 최종적인 값을 좌측 연산자에 저장한다.
모든 연산자 중에서 가장 낮은 연산 순위로 가장 마지막에 수행 된다.
연산의 진행방향은 우측에서 좌측이다
a = b = 3 => b=3 그리고 a =b 실행

단순 대입 연산자

우측 피연산자 값을 좌측 피연산자의 변수에 저장
우측 피연산자는 리터럴, 변수, 연산식이 올 수 있다. 좌측에는 우측 값을 저장하는 변수가 온다.
=

복합 대입 연산자

우측의 피연산자 값으로 좌측 변수에 연산자를 적용하여 다시 좌측 변수에 저장한다.
+=, -=, *=, /=, %=, &=, |=, ^=, <<=, >>=, >>>=

7. 화살표(->) 연산자

Java 8에서 Lambda 표현식을 위해 사용하는 연산자
화살표 연산자는 아래와 같이 표현한다.

Runnable runnable = new Runnable() {
	public void run() {........}
};

-> 화살표를 이용한 람다식 기본 표현

1. (매개변수) -> {함수본문}
2. () -> {함수몸체)
3. (매개변수) -> 함수본문
4. (매개변수) -> {return x;}

8. 연산자 우선 순위

연산자 우선순위: 연산자가 복합적으로 사용되는 아래와 같은 예시에서 우선순위가 있다.
- x > 0 && y < 0 : 1순위: x, y를 0과 크기를 비교하는 비교연산. 2순위: && 연산

|연산자|연산 방향|우선순위| |——|—–|:—–:| |증감(++, –), 부호(+, -), 비트(~), 논리(!)|<———-|높음| |산술(*, /, %)|———->|↑| |시프트(«, », »>)|———->|│| |비교(<, >, <=, >=, instanceof)|———->|│| |비교(==, !=)|———->|│| |논리(&)|———->|│| |논리(^)|———->|│| |논리(｜)|———->|│| |논리(&&)|———->|│| |논리(∥)|———->|│| |논리(?:)|———->|↓| |대입(=, +=, -=, *=, /=, %=, &=, ^=, ｜=, «=, »=, »>=)|———->|낮음| ** 표 참고: 책 이것이 자바다

참고

표, 예시: 책) 이것이 자바다
instanceof : https://neul-carpediem.tistory.com/34 블로그

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연산자