[Java] 연산자 (산술, 비트, 관계, 논리)

• 이 글은 "온라인 자바 스터디 내용"을 정리한 글입니다.

산술 연산자

• 산술 연산자는 피연산자(기본 데이터)에 대해 간단한 산술 연산을 수행하는데 사용할 수 있는 연산자입니다.
• 이 연산자는 하나 또는 두개의 피연산자에 적용할 수 있는 연산자입니다.
• int형 타입보다 범위가 작은 데이터 연산 시 int형으로 변환 후 연산을 합니다.
• int형 타입보다 큰 범위의 데이터가 있다면 연산 결과는 int형 보다 큰 타입이 반환됩니다.

https://www.geeksforgeeks.org/java-arithmetic-operators-with-examples/

public class Main {
    public static void main(String[] args) {

        int num1 = 500;
        int num2 = 200;

        System.out.println(num1+num2);      // + operator -> 700
        System.out.println(num1-num2);      // - operator -> 300
        System.out.println(num1*num2);      // * operator -> 100000
        System.out.println(num1/num2);      // / operator -> 2
        System.out.println(num1%num2);      // % operator -> 100

        num1++;     // 501
        num2--;     // 199

        /**
        byte byte1 = 10;
        byte byte2 = 20;

        byte result = byte1+byte2;      // 컴파일 에러 byte1과 byte2는 int로 변환 후 연산 실행
         **/

        int num3 = 10;
        float float1 = 20.0F;

        System.out.println(num3+float1);        // 30.0
        System.out.println(num3-float1);        // -10.0
        System.out.println(num3*float1);        // 200.0
        System.out.println(num3/float1);        // 0.5
        System.out.println(num3%float1);        // 10.0
    }
}

비트 연산자

• 비트 연산자는 데이터를 비트 단위로 연산을 하기 때문에 0과 1로 표현이 가능한 정수 타입만 비트 연산이 가능합니다
• 비트 연산자는 기능에 따라 비트 이동 연산자, 비트 논리연산자로 구분합니다.
• 참조(https://coding-factory.tistory.com/521)

비트 이동 연산자

• x << y : 정수 x의 각 비트를 y만큼 왼쪽으로 이동시킵니다.

• x >> y : 정수 x의 각 비트를 y만큼 오른쪽으로 이동시킵니다.

• x >>> y : 정수 x의 각 비트를 y만큼 오른쪽으로 이동시킵니다.

  public class Main {
    public static void main(String[] args) {
  
        int num1 = 2;
        int num2 = 3;
  
        // 00000000 00000000 00000000 00000010      왼쪽으로 3비트 이동 (오른쪽은 0으로 채움)
        // 00000000 00000000 00000000 00010000
        System.out.println(2<<3);       // 16
  
        // 00000000 00000000 00000000 00010000      오른쪽으로 3비트 이동 (왼쪽은 최상위 부호비트에 맞게 채움)
        // 00000000 00000000 00000000 00000010
        System.out.println(16>>3);      // 2
  
        // 11111111 11111111 11111111 11110000      오른쪽으로 3비트 이동
        // 11111111 11111111 11111111 11111110
        System.out.println(-16>>3);     // -2
  
        // 11111111 11111111 11111111 11110000      오른쪽으로 3비트 이동 (왼쪽은 최상위 부호비트가 아닌 무조건 0으로 채움)
        // 00011111 11111111 11111111 11111110
        System.out.println(-16>>>3);    // 536870910
    }
  }

비트 논리 연산자

• &(AND) : 두 비트 모두 1일 경우에만 연산 결과가 1

• |(OR) : 두 비트 중 하나만 1일 경우에만 연산 결과가 1

• ^(XOR) : 두 비트중 하나는 1이고 다른 하나가 0일 경우에만 연산결과가 1

• ~(NOT) : 비트 반전(보수)

public class Main {
    public static void main(String[] args) {

        int num1 = 15;      // 00001111
        int num2 = 25;      // 00011001

        System.out.println(num1&num2);      // AND 연산자 : 00001001 (9)
        System.out.println(num1|num2);      // OR 연산자 : 00011111 (31)
        System.out.println(num1^num2);      // XOR 연산자 : 00010110 (22)
        System.out.println(~num1);          // NOT 연산자 : 11110000 (-16)
    }
}

관계 연산자

• 좌항과 우항을 비교하여 boolean 값을 반환하는 연산자를 관계 연산자라고 합니다.

• > : 좌항이 우항보다 크면 true, 아니면 false

• < : 우항이 좌항보다 크면 true, 아니면 false

• >= : 좌항이 우항보다 크거나 같으면 true, 아니면 false

• <= : 우항이 좌항보다 크거나 같으면 true, 아니면 false

• == : 좌항과 우항의 값이 같으면 true, 아니면 false

public class Main {
    public static void main(String[] args) {

        int num1 = 10;
        int num2 = 20;

        if(num1>num2){
            System.out.println(num1);       // 출력
        } else{
            System.out.println(num2);
        }

        if(num1 == num2){
            System.out.println("값이 같습니다");
        }else{
            System.out.println("값이 다릅니다");      // 출력 
        }
    }
}

논리 연산자

• && : 두 항이 모두 참일 경우에만 참을 반환합니다

• || : 두 항 중 하나만 참이더라도 참을 반환합니다.

• ! : 단항 연산자로 참을 거짓으로 거짓을 참으로 바꿉니다.

public class Main {
    public static void main(String[] args) {

        boolean check1 = true;
        boolean check2 = false;

        if(check1 && check2){
            System.out.println("둘다 참입니다");
        }
        else{
            System.out.println("둘중 하나는 참이 아닙니다");       // 출력
        }

        if(check1 || check2){
            System.out.println("둘중 하나는 참입니다");          // 출력
        }
        else{
            System.out.println("둘다 참이 아닙니다");
        }

        if(!check2){
            System.out.println("참입니다");                   // 출력 
        }
        else{
            System.out.println("거짓입니다");
        }
    }
}

instancof

• 참조변수의 인스턴스의 실제 타입을 체크하는 데 사용되는 연산자입니다.

• (참조형변수 instance of 타입)은 이항연산자로 연산결과는 boolean 값을 반환합니다.

• 결과값이 True이면, 해당 타입으로 형변환이 가능합니다.

class Parent{ }
class Child extends Parent{ }

public class Main {
    public static void main(String[] args) {

        // 클래스 참조변수 
        Parent parent = new Parent();
        Child child = new Child();

        System.out.println(parent instanceof Parent);       // true
        System.out.println(child instanceof Parent);        // true
        System.out.println(parent instanceof Child);        // false
        System.out.println(child instanceof Child);         // true

        // 배열 참조변수
        int[] arr = new int[5];
        System.out.println(arr instanceof int[]);
    }
}

대입 연산자

• = : 왼쪽의 변수에 오른쪽 피연산자를 대입합니다.

• += : 왼쪽의 변수의 값과 오른쪽 피연산자를 더한 후, 왼쪽의 변수에 대입합니다.

• -= : 왼쪽의 변수의 값에서 오른쪽 피연산자를 뺀 후, 왼쪽의 변수에 대입합니다.

• /= : 왼쪽의 변수의 값에서 오른쪽 피연산자를 나눈 후, 왼쪽의 변수에 대입합니다.

• 그 밖에도 %= , &= , |= , ^\ , <<= , >>= , >>>= 다양한 대입 연산자가 있습니다.

public class Main {
    public static void main(String[] args) {

        int num1 = 10;       // 대입 연산자
        int num2 = 20;

        num1+=num2;
        System.out.println(num1);       // 30

        num1-=num2;
        System.out.println(num1);       // 10

        num1*=num2;
        System.out.println(num1);       // 200

        num1/=num2;
        System.out.println(num1);       // 10
    }
}

람다식이란?

• 람다식이란 "식별자 없이 실행가능한 함수"로 함수를 따로 명시하여 만들지 않고 코드한줄에 함수를 써서 호출하는 방식입니다.
• Java8 부터 함수형 프로그래밍을 지원하기 위해 람다식을 도입하였고 그로 인해 기존의 코드 패턴이 많이 달라졌습니다.
• (매개변수, ... ) -> { 실행문 ..} 다음과 같이 람다식을 주로 사용하고 매개변수에는 따로 타입을 명시하지 않아도 됩니다.
• 자바는 독립적인 메소드만을 생성하지 못하기 때문에 익명객체를 이용해서 만듭니다. 그래서 익명 클래스라고도 부릅니다.
• 참조(https://coding-factory.tistory.com/265)

@FunctionalInterface
interface MyInterface{
    void print(String name);
}
public class Main {
    public static void main(String[] args) {

        // Java8 이전 기존의 익명 클래스 생성 방식
        MyInterface mi = new MyInterface() {
            @Override
            public void print(String name) {
                System.out.println("Java8 이전의 "+name+"입니다.");
            }
        };
        mi.print("익명 클래스");

        MyInterface mi2 = (name)->{System.out.println("Java8 이후의 "+name+"입니다");};
        mi2.print("람다식");
    }
}

• @FunctionalInterface 다음 Annotation은 함수가 하나만 존재하는 Interface를 의미합니다.

삼항연산자

• if, else 구문으로 불필요하게 코드가 길어지는 단점을 해결하기 위한 연산자입니다.
• (조건문) ? 참 : 거짓 다음과 같이 코드를 구현하여 조건문이 참일 경우 왼쪽의 코드가, 거짓일 때는 오른쪽의 코드가 실행됩니다.
• 삼항연산자를 사용하면 코드의 라인 수는 줄어들었을지 몰라도 컴파일 속도가 빨라지는 것은 아닙니다.
• 삼항연산자를 남발하게 되면 코드의 가독성이 떨어지기 때문에 주의해야 합니다.

public class Main {
    public static void main(String[] args) {

        int num1 = 20;
        int num2 = 10;

        // 삼항연산자 사용 안함 
        int num3;
        if(num1>num2){
            num3 = num1;
        }
        else{
            num3 = num2;
        }

        // 삼항연산자 사용
        int num4 = (num1>num2)?num1 : num2;
    }
}

연산자 우선순위

https://toma0912.tistory.com/66/

Java13 switch 변화

• break 위치 결과에 따라 실행결과가 달라지는데 실수 판단은 어려운 점을 해결하기 위해 강화된 switch 표현식을 사용합니다.
• 여러 조건에 따라 ','로 구분하여 한 번에 처리할 수 있으며, 기존의 : 대신 Java 12부터는 -> 로 사용할 수 있습니다.
• 표현식으로 변경되었기 떄문에 결과값을 반환 받는 형식으로 만들 수 있습니다.
• yield 키워드를 사용하여 반환할 수 있습니다.

public class Main {
    public static void main(String[] args) {

        String today = "MON";
        switch (today){
            case "MON":
            case "TUE":
            case "WED":
            case "THUR":
            case "FRI":
                System.out.println(today+" is Weekday");
                break;
            case "SAT":
            case "SUN":
                System.out.println(today+" is Weekend");
                break;
        }

        // 결과값을 받을 수 있다. 
        String day = switch (today){
                case "MON","TUE","WED","THUR","FRI"->"Weekday";
                case "SAT","SUN"->"Weekend";
            default -> throw new IllegalStateException("Unexpected value: " + today);
        };
        System.out.println();
    }
}