연산자 Operator

연산자 우선 순위

---

 

 

산술 연산자

---

boolean type을 제외한 모든 기본형 데이터에서 사용가능하다.

 

 

산술연산시 형변환 

연산하기 전에 피연산자의 형(타입)을 먼저 일치시킨 후 연산을 진행한다.

 

1. 피연산자의 크기가 int(4byte)미만인 경우 모두 int로 자동 형변환 후 연산한다.

byte b1=10;
byte b2=20;

byte b3=b1+b2; //Type mismatch : cannot convert from int to byte

이클립스에 작성해보면 오류메세지가 발생하는 것을 확인할 수 있다.

그 이유는 byte 타입의 변수를 각각 int로 변경되는 연산이 먼저 진행되고, 그 후 두 int를 더하기 때문에 결과는 int가 나오게 된다. 따라서 이때는 명시적 변환이 필요하다.

byte+byte=(int)byte+(int)byte=int

 

2. int이상의 타입이 피연산자로 있을때 두개의 피연산자 중 큰 타입으로 묵시적 형변환이 이루어진 후 연산한다.

int i1=100;
long l1=200;

int i2=i1+l1;  //type mismatch

int+long=(long)int+long=long

 

 

변수의 연산과 리터럴 연산의 차이

• int이하의 리터럴 간의 연산은 별도의 형변환이 일어나지 않는다.
• 리터럴 간의 연산은 컴파일러가 컴파일하기 전에 리터럴간의 연산을 수행한 이후에 할당한다.

 

정수연산의 문제점-오버플로우(overflow)

• 정수들은 최대 값과 최소 값이 띠처럼 맞닿아 있는 구조이다.
  따라서 최대값에 1을 더하면 최소값이 된다.
• 오버플로우는 연산하는 과정에서 발생하기 때문에 연산 전에 미리 더 큰 데이터 타입을 준비해야한다.

 

int i1=Integer.MAX_VALUE;

//int의 최대값과 1을 더하므로 오버플로우 발생
int i2=i1+1;
System.out.println("정수 overflow:"+i2); //-21474863648

//더하기 과정에서 오버플로우가 발생했으므로 쓰레기 값이 long이라는 큰 공간을 할당 받음
long l1=i1+1;
System.out.println("long 타입에 할당:"+l1); //-21474863648

//더하기 결과를 형변환 후 long타입의 변수에 할당.
//형환전에 +연산을 먼저 수행하므로 쓰레기값이 할당됨
long l2=(long)(i1+1);
ystem.out.println("캐스팅 된 값:"+l2) //-21474863648

//연산전에 i1을 먼저 형변환. 연산시 큰 타입으로 형변환 후 연산을 진행하므로
//long+long의 형태가 되고 결과는 역시 long이다. 따라서 정상적인 연산가능
long l3=(long)i1+1; //21474863648

//*, / 연산자는 우선순위가 동일하고 결합 방향은 오른쪽이다.
int i3=1_000_000*1_000_000/100_000; //-7273
int i4=1_000_000/1_000_000*100_000; //1,000,000

 

실수형의 문제점은 정확도

float f1=2.0f;
float f2=1.1f;
float f3=f1-f2;
double d1=2.0;
double d2=1.1;
double d3=d1-d2;
System.out.println("결과비교:"+(f3==d3+", f3"+f3+", d3:"+d3);
//결과비교:false, f3:0.9, d3:0.899999999999

2.0-1.1 연산을하면 누가 봐도 답은 0.9이다. 하지만 컴퓨터는 그렇게 생각하지 못 한다.

즉, 실수형은 연산의 결과가 부정확하다.

 

실수형 끼리의 연산을 정확하게 하기 위해서는 

1. 실수를 정수로 변경해서 처리하는 방법

2. BigDecimal과 같은 미리 제공된 API를 사용하는 방법 

이 있다.

//1. 실수를 정수로 변경해서 처리하는 방법
int i1=(int)(d1*10);
int i2=(int)(d2*10);
double result=(i1-i2)/10.0;  //0.9

//2. BigDecimal과 같은 미리 제공된 API를 사용하는 방법 
BigDecimal bd1=new BigDecimal("2.0");
BigDecimal bd2=new BigDecimal("1.1");
System.out.println(bd1,subtract(bd2));

 

infinity와 NaN

오른쪽의 피연산자가 0이 되는 경우, / 와 % 연산을 할때 주의해야한다.

이 경우, 정수를 0으롤 나눌때와 실수를 0으로 나눌때 다르게 동작한다.

 

1. 정수를 이용한 연산 

int i=1/0; //ArithmeticException 발생
int i=1%0; //ArithmeticException 발생

정수형에서 0으로 연산을 하면 ArithmeticException가 발생한다.

이런 경우 try~catch라는 예외 처리 구문을 이용해서 명확히 오류에 대한 대처 구문을 작성할 수 있다

try{
	int i=1/0;
    //ArithmeticException 발생
}catch (ArithmeticException e){
	System.out.println("예외 처리 완료: 0으로 나눌 수 없습니다.");
}

 

2. 실수를 이용한 연산

double d1=1/0.0;  //infinity
double d2=1%0.0;  //NaN

실수형에서 0으로 나누면 몫은 infinity가 나오고 나머지는 nan이 나온다. (그러나 이러한 연산의 결과가 오류는 아니다. )

이 두가지는 어떤 것과 연산을 해도 infinit와 nan 값이나온다.

이와 같은 상황을 대비하기 위해서 Double 클래스가 제공하는 isInfinite와 IsNaN 매서드를 이용해 값의 상태를 확이하는 방법이 제공된다.

 

 

 

대입 연산자

---

 

복합 대입연산자는 산술연산자, 논리연산자, 시프트 연산자와 결합이 가능하다.

int i1=10;
i1+=20; //i1=30
i1-=10; //i1=20
i1*=10; //i1=200
i1/=10; //i1=20
i1%=2; //i1=0

 

 

비교 연산자

---

• 주로 if 제어문, 반복문에서 실행 흐름 제어에 사용된다.

• 대소 비교 연산자(<,>,<=,>=)는 boolean타입을 제외한 기본형에만 사용할 수 있다.

• blooean 타입이나 참조형 데이터 타입은 비교연산자중 ==과 !=만 사용할 수 있다.
  참조형 변수에서 사용되는 ==은 내용을 비교하는 것이 아니라 두개의 참조형 변수가 정확히 같은 객체를 잠조하는지를 비교한다.
  (객체의 내용을 비교하기 위해서는 equals 메서드를 재저으이 해서 사용한다.)

• 비교하는 데이터 타입에 따라 동작 방식이 약간씩 다르다.

char는 유니코드로 변경 후 비교한다.

System.out.println('A'>'B');  //false
System.out.println('A'==65);  //true

'A'는 65, 'B'는 66에 매핑되는 문자이다. 따라서 출력결과는 위처럼 나온다.

 

정수형 자료 비교시,

int이하의 자료들을 비교할 때 먼저 int로 자료형을 맞추거나 두개의 피연산자 중 큰 데이터 타입으로 형변환을 한다.

System.out.println(3==3.0); //true

3은 int타입의 자료이고, 3.0은 double타입의 자료형이다. 

double이 큰 타입이므로 앞의 int인 3을 double로 변환 후 연산한다. 따라서 둘은 같다.

 

실수형 자료 비교시,

System.out.println(0.1+","+0.1f+","+(0.1==0.1f));  //0.1,0.1,false

double타입의 0.1과 float타입의 0.1을 출력했을때는 둘 다 모두 0.1로 출력된다.

그러나 동등비교를 해보면 float타입의 0.1이 double로 변환되는 과정에서 근사값으로 표현되기때문이다.

따라서 실수를 비교할때는 정수로 변경해서 비교하거나, 형변환을해서 연산하는 것이 좋다.

double d1=0.1;
float f1=0.1f;

System.out.println((int)(d1*10)==(int)(f1*10));
System.out.println((float)d1==f1);

 

 

논리 연산자

---

논리연산자

예시

boolean b1=true;
boolean b2=false;
boolean b3=false;

System.out.println(b1&b2);  //false
System.out.println(b1|b2);  //true
System.out.println(b1^b2);  //true
System.out.println(b2^b3);  //false
System.out.println(!b1);  //false

 

 

숏 서킷(Short Circuit) 연산자

불필요한 연산을 줄여서 프로그램의 성능을 좋게 한다.(복합 비교시 주로 사용)

 

예시

int a=10;
int b=20;
System.out.println((a+=10)>15|(b-=10)>15);  //true
System.out.println("a="+a+", b="+b);  //a=20, b=10

//변수 a,b초기화
a=10;
b=20;
System.out.println((a+=10)>15||(b-=10)>15);  //true
System.out.println("a="+a+", b="+b);  //a=20, b=20

(a+=10)>15의 연산결과가 true이므로 || 연산자이 오른쪽 부분은 연산을 진행하지 않는다.

 

증감 연산자

---

int num=0;
num++; //1
num++; //2
num++; //3
		
int num2=0;
num2--; //-1
num2--; //-2
num2--;	//-3

위의 예시를 디버깅 해보면 ++연산자는 1씩 증가되고 --연산자는 -1씩 감소되는 것을 확인할 수 있다.

그런데, 증감연산자가 변수의 앞,뒤 중 어느곳에 있는지에 따라 값이 다르게 출력되므로 주의가 필요하다.

 

증감 연산자의 위치

1. 전위연산자 

++a, --a

연산자가 변수 앞에 있으면 연산의 우선순위가 대입연산자보다 빠르다.

변수의 값을 증감해서 메모리에 있는 값을 변경 시킨후 다음 동작(출력, 대입 등)을 진행한다.

 

2, 후위연산자

a++, a--

연산자가 변수 뒤에 있으면 연산의 우선 순위가 대입연산자보다 느리다.

먼저 출력, 대입 등을 처리한 후에 변수의 값을 증감시킨다.

int num3=0;
// ++ 연산자가 변수 뒤에 있으면 연산의 우선 순위가 대입연산자(=)보다 느리다.
//result1 에는 0이 대입된다.
int result1 = num3++; // 대입을 하고나서 연산한다.
		
int num4=0;
// ++ 연산자가 변수 앞에 있으면 연산의 우선순위가 대입연산자(=)보다 빠르다.
//result2에는 1이 대입된다.
int result2 = ++num4; // 연산을 하고 나서 대입한다.

 

증감연산자의 형변환

산술연산자 부분에서 말했듯이 정수연산의 최소 단위는 int이며, int보다 작은 크기의 자료를 연산하면 묵시적으로 int로 형변환 후 연산을 진행한다.

 

하지만, 증감연산자나 복합대입 연산자의 경우, 타입에 대한 변화가 발생하지 않는다.

byte b1=10;
b1+=1;  //형변환 일어나지 않음
System.out.println(b1);
		
byte b2=++b1;  //형변환 일어나지 않음
System.out.println(b2);

byte b3=(byte)(b2+1);  //산술연산시 int로 형변환이 일어남
System.out.println(b3);

마지막 b3변수에 담기전 산술연산을 하면서 int로 자료형 변환이 일어남으로 byte타입의 변수에 값을 할당해주기 위해서는 casting을 해주어야한다.

 

3항 연산자

---