[Java] 연산자

👩‍🚀 목표

자바가 제공하는 다양한 연산자 학습하기

👩‍💻 학습할 것

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

---

연산자는 피연산자들에 대해 특정 연산을 수행하고 결과를 반환하는 특수 기호이다.

연산자가 연산을 수행하기 위해서는 반드시 연산의 대상이 있어야 하는데 이것을 피연산자라 부른다.

 

연산자에는 산술 연산자, 관계 연산자, 논리 연산자, 대입 연산자, 형변환 연산자, 삼항 연산자, instanceof 연산자, 증감 연산자, 부호 연산자 등이 있다.

🚗산술 연산자

사칙 연산과 나머지 연산을 하는 연산자

 

🤯 피연산자가 정수형일 경우 0으로 나눌시 ArithmeticException이 발생한다!

😮 문자도 산술 연산이 가능하다 → 저장될 때 유니코드로 저장되기 때문에

 

Operator	Description
+	덧셈 연산자	Additive operator (also used for String concatenation)
-	뺄셈 연산자	Subtraction operator
*	곱셈 연산자	Multiplication operator
/	나눗셈 연산자	Division operator
%	나머지 연산자	Remainder operator

 

public class Main {
	public static void main(String[] args) {
		
		// Additive operator
		int result = 1 + 2;
		System.out.println("1 + 2 = " + result);
		int original_result = result;
		
		// Subtraction operator
		result = result- 1;
		System.out.println(original_result + " - 1 = " +  result);
		original_result = result;
		
		
		// Multiplication operator
		result = result * 3;
		System.out.println(original_result + " * 3 = " +  result);
		original_result = result;
		
		
		// Division operator
		result = result / 2;
		System.out.println(original_result + " / 2 = " + result);
		original_result = result;
		
		
		// Remainder operator
		result = result % 2;
		System.out.println(original_result + " % 2 = " +  result);

	}
}

1 + 2 = 3
3 - 1 = 2
2 * 3 = 6
6 / 2 = 3
3 % 2 = 1

 

 

🚓 비트 연산자

피연산자를 비트 단위로 연산한다.

피연산자로 정수만 사용할 수 있으며 실수를 피연산자로 사용할 시 컴파일 에러가 발생한다.

Operator	Description
&	AND 연산자 모든 비트 가 1일때 결과는 1 이외에는 0을 반환
|	OR 연산자 모든 비트중 한 비트가 1이면 결과는 1 이외에는 0을 반환
^	XOR 연산자 비트가 같으면 0 서로 다를때 1
~	NOT 연산자, 비트 전환 연산자 0은 1로 1은 0으로 변환한다.
<<	비트 왼쪽 이동 왼쪽으로 이동 후 오른쪽에 0을 채워 넣는다.
>>	비트 오른쪽 이동 오른쪽으로 이동후 왼쪽에 해당 부호 비트로 채운다.
>>>	비트 오른쪽 이동 (unsigned) 왼쪽 비트가 부호 비트로 채워지지 않고 0으로 채워진다.

 

public class Main {
	public static void main(String[] args) {
		
		// & 모두 1이면 1
		System.out.println("1&1 = " + (1&1));
		System.out.println("1&0 = " + (1&0));
		
		// | 한쪽 값이 1이면 1
		System.out.println("1|1 = " + (1|1));
		System.out.println("1|0 = " + (1|0));
		
		// ^ 값이 서로 다를 때 1
		System.out.println("1^1 = " + (1^1));
		System.out.println("1^0 = " + (1^0));
		
		// ~ 비트가 0이면 1, 1이면 0으로 변환
		System.out.println("~-2 = " + (~-2));
		System.out.println("~-1 = " + (~-1));
		System.out.println("~0 = " + (~0));
		System.out.println("~1 = " + (~1));
		System.out.println("~2 = " + (~2));
		
	}
}

1&1 = 1
1&0 = 0
1|1 = 1
1|0 = 1
1^1 = 0
1^0 = 1
~-2 = 1
~-1 = 0
~0 = -1
~1 = -2
~2 = -3

 

public class Main {
	public static void main(String[] args) {
		
		int x = 3;
		int y = 6;

		System.out.println("~x = " + ~x);
		System.out.println("x & y = " + (x & y));
		System.out.println("x | y = " + (x | y));
		System.out.println("x << 1 = " + (x << 1));
		System.out.println("x >> 1 = " + (x >> 1));
		System.out.println("x >>> 1 = " + (x >>> 1));

	}
}

~x = -4
x & y = 2
x | y = 7
x << 1 = 6
x >> 1 = 1
x >>> 1 = 1

 

 

🚕 관계 연산자

두 피연산자를 비교하는 데 사용되는 연산자이다.

주로 조건문이나 반복문의 조건식에 사용된다.

결과는 true와 false 둘 중 하나로 계산된다.

이항 연산자이므로 피연산자의 타입이 서로 다를 경우에는 자료형이 더 큰 쪽으로 자동 형변환하여 피연산자의 타입을 일치시킨후 비교한다.

 

값이 같은지 다른지 비교하는 등가 비교 연산자와

피연산자 값을 비교하는 대소비교 연산자가 있다.

 

Operator	Description
==	equal to
!=	not equal to
>	greater then
>=	greater than or equal to
<	less than
<=	less than or equal to

public class Main {
	public static void main(String[] args) {
		
		int a = 1;
		int b = 2;
		
		if(a == b) {
			System.out.println("a == b");
		}
		if(a != b) {
			System.out.println("a != b");
		}
		if(a > b) {
			System.out.println("a > b");
		}
		if(a >= b) {
			System.out.println("a >= b");
		}
		if(a < b) {
			System.out.println("a < b");
		}
		if(a <= b) {
			System.out.println("a <= b");
		}

	}
}

a != b
a < b
a <= b

 

 

🛺 논리 연산자

'그리고(AND)' 와 '또는(OR)' 으로 조건을 연결한다.

😮 같은 조건식이라도 피연산자의 위치에 따라 연산 속도가 달라질 수 있다.

 

Operator	Description
!	NOT 연산 피연산자가 참이면 거짓 피연산자가 거짓이면 참
&&	AND 연산 피연산자 모두 참이면 참 그렇지 않으면 거짓
||	OR 연산 피연산자 둘중 하나만 참이면 참, 모두 거짓이면 거짓

x	y	x && y	x || y	!x
false	false	false	false	true
false	true	false	true	true
true	false	false	true	false
true	true	true	true	false

public class Main {
	public static void main(String[] args) {
		
		int a = 1;
		int b = 2;
		
		if((a == 1) && (b == 2) ) {
			System.out.println("a is 1 AND b is 2");
		}
		if((a == 1) || (b == 1)) {
			System.out.println("a is 1 OR b is 1");
		}

	}
}

a is 1 AND b is 2
a is 1 OR b is 1

 

 

🚎 instanceof

instanceof연산자는 개체를 지정된 유형과 비교한다.

 

피연산자의 형식은 참조형식 또는 null 형식이어야 하고 그렇지 않으면 컴파일 타임 에러가 발생한다.

ReferenceType이 수정 가능한 참조유형을 나타내지 않으면 컴파일 타임 에러이다.

ReferenceType에 대한 RelationalExpression의 cast가 컴파일 시간 오류로 거부되면 instanceof 관계식도 컴파일 타임 에러를 생성한다.

런타임에 RelationalExpression 값이 null이 아니면서 ClassCastException을 올리지 않고 cast 할 수 있으면 결과가 참이다.

 

🚑 assignment(=) operator

대입 연산자는 우변의 값을 좌변에 저장하는 것을 말한다.

객체 참조를 할당하기 위해 객체에 사용할 수도 있다.

int number = 10;
System.out.println(number); // 10

Person person = new Person("nyximos", 19200);

 

복합 대입 연산자

대입 연산자를 다른 연산자와 결합하여 소스를 간결하게 작성할 수 있다.

Operator	Description
=	왼쪽 피연산자에 오른쪽 피연산자를 대입
+=	왼쪽 피연산자에 오른쪽 피연산자 더한 후, 더한 값을 왼쪽 피연산자에 대입
-=	왼쪽 피연산자에 오른쪽 피연산자 뺀 후, 뺀 값을 왼쪽 피연산자에 대입
*=	왼쪽 피연산자에 오른쪽 피연산자 곱한 후, 곱한한 값을 왼쪽 피연산자에 대입
/=	왼쪽 피연산자에 오른쪽 피연산자 나눈 후, 나눈 값을 왼쪽 피연산자에 대입
%=	왼쪽 피연산자에 오른쪽 피연산자 나눈 후, 나머지 값을 왼쪽 피연산자에 대입
&=	왼쪽 피연산자를 오른쪽 피연산자와 비트 AND 연산 후, 연산한 값을 왼쪽 피연산자에 대입함.
|=	왼쪽 피연산자를 오른쪽 피연산자와 비트 OR 연산 후, 연산한 값을 왼쪽 피연산자에 대입함.
^=	왼쪽 피연산자를 오른쪽 피연산자와 비트 XOR 연산한 후, 그 결괏값을 왼쪽 피연산자에 대입함.
<<=	왼쪽 피연산자를 오른쪽 피연산자만큼 왼쪽 시프트한 후, 그 결괏값을 왼쪽 피연산자에 대입함.
>>=	왼쪽 피연산자를 오른쪽 피연산자만큼 부호를 유지하며 오른쪽 시프트한 후, 결괏값을 왼쪽 피연산자에 대입함.
>>>=	왼쪽 피연산자를 오른쪽 피연산자만큼 부호에 상관없이 오른쪽 시프트한 후, 결괏값을 왼쪽 피연산자에 대입함.

 

 

🚒 화살표(->) 연산자

화살표 연산자를 사용하여 람다 표현식을 작성할 수 있다.

Jaba 8에 추가된 람다식을 지원하기위한 연산자이다.

 

Lambda expression 람다 표현식

함수(메서드)를 간단한 식으로 표현한것

// 기존 식
int max(int a, int b){
	return a > b ? a : b;
}

// 람다식
(a,b) -> a > b ? a: b

 

🤔 함수와 메서드의 차이

• 근본적으로 동일하나 함수는 일반적 용어이고, 메서드는 객체지향개념의 용어이다.
• 함수는 클래스에 독립적이고, 메서드는 클래스에 종속적이다.

👩‍💻 람다식 작성하기

1. 메서드 이름과 반환타입을 제거하고 -> 를 블록 앞에 추가한다.
2. 반환값이 있는 경우 식이나 값만 적고 return문 생략 가능 ( 끝에 ; 안 붙인다. )
3. 매개변수의 타입이 추론 가능한 경우 생략 가능하다. ( 대부분 생략 가능)

😮 람다식 작성시 주의사항

1. 매개변수가 하나인 경우, 괄호 ( ) 생략 가능 (타입이 없을 때만)
2. 블록 안의 문장이 하나 뿐일 때, 괄호 { } 생략 가능 ( 끝에 ; 안 붙인다. )
   하나뿐인 문장이 return문이면 괄호 생략 불가능

 

 

🚜 3항 연산자

세개의 피연산자를 사용하는 연산자이다.

조건식 ? 첫번째식 : 두번째식

조건식의 결과가 true일때 첫번째 식이 반환되고, false일때는 두번째식이 반환된다.

 

3항 연산자를 중복해서 사용할 경우 가독성이 떨어진다.

3항 연산자는 if문으로 바꿔 쓸 수 있다.

public class Main {
	public static void main(String[] args) {
		
		String a = "true";
		String b = "false";
		String result;
		boolean condition = true;
		
		result = condition ? a : b;
		
		System.out.println("condition은 " + a + "이다.");

	}
}

condition은 true이다.

 

 

🚌연산자 우선 순위

식에 사용된 연산자가 둘 이상일 경우 연산자의 우선 순위에 의해 연산 순서가 결정된다.

동일한 우선순위의 연산자가 동일한 표현식에 나타날 때 어떤 것이 먼저 연산해야되는지 결정해야 한다.

할당 연산자와 단항연산자, 증가 연산자는 오른쪽에서 왼쪽으로, 이외의 이항 연산자는 왼쪽에서 오른쪽으로 연산한다.

 

산술 > 비교 > 논리 > 대입

단항 > 이항 > 삼항

 

연산자 우선 순위

	Operators		Precedence
1	접미사	postfix	expr++  expr--
2	단항 연산자	unary	++expr  --expr  +expr  -expr  ~  !
3	곱셈 나눗셈 연산자	multiplicative	*   /   %
4	덧셈 뺄셈 연산자	additive	+   -
5	쉬프트 연산자	shift	<<   >>   >>>
6	관계(비교) 연산자	relational	<   >   <=   >=   instanceof
7	관계(비교) 연산자	equality	==   !=
8	비트 단위의 논리 연산자	bitwise AND	&
9	비트 단위의 논리 연산자	bitwise exclusive OR	^
10	비트 단위의 논리 연산자	bitwise inclusive OR	|
11	논리 연산자	logical AND	&&
12	논리 연산자	logical OR	||
13	3항 연산자	ternary	?   :
14	대입, 할당 연산자	assignment	=   +=   -=   *=   /=   %=   &=   ^= |=   <<=   >>=   >>>=

 

 

🚚(optional) Java 13. switch 연산자

switch statement

오류가 발생하기 쉽다.

break가 불필요하게 들어가 장황하다. → 디버깅하기 어렵다.

break가 없으면 의도치 않게 코드를 실행할 수 있다.

int numLetters;
switch (day) {
    case MONDAY:
    case FRIDAY:
    case SUNDAY:
        numLetters = 6;
        break;
    case TUESDAY:
        numLetters = 7;
        break;
    case THURSDAY:
    case SATURDAY:
        numLetters = 8;
        break;
    case WEDNESDAY:
        numLetters = 9;
        break;
    default:
        throw new IllegalStateException("Wat: " + day);
}

이것을 문장으로 표현하는 것은 우회적이고 반복적이며 오류가 발생하기 쉽다.

Case L -> 방식으로 사용할 수 있다.

int numLetters = switch (day) {
    case MONDAY, FRIDAY, SUNDAY -> 6;
    case TUESDAY                -> 7;
    case THURSDAY, SATURDAY     -> 8;
    case WEDNESDAY              -> 9;
};

 

 

 

Case L -> 오른쪽에는 단일 표현식을 가지는데

full block이 필요한 경우에 값은 산출하기 위한 yield를 사용해 값을 반환할 수 있다.

 

 

기존의 case L:과 함께 사용할 수 있다.

 

 

참조

3주차 과제: 연산자

남궁성, 자바의 정석 기초편, 도우출판, 2019

https://docs.oracle.com/javase/tutorial/java/nutsandbolts/operators.html

Operators (The Java™ Tutorials > Learning the Java Language > Language Basics)

 

삼항 연산자 - https://ssdragon.tistory.com/4

Java 삼항 연산자(조건 연산자) - Conditional Operator

 

 

Switch Expressions - https://openjdk.java.net/jeps/354

JEP 354: Switch Expressions (Second Preview)

Switch Expressions - https://catch-me-java.tistory.com/31