Variable

변수란 값을 저장할 수 있는 메모리의 특정 번지에 붙이는 이름이다.

Java의 변수는 다양한 타입의 값을 저장할 수가 없다.
만약 int 타입으로 선언한 변수에 boolean 타입의 데이터를 저장할 수 없다.
그래서 정수 타입(int, long)에는 정수형 데이터, 실수 타입(float, double)에는 실수형 데이터만 들어갈 수 있다. 배열도 마찬가지이다.

Declaring Variables / Initializing Variables

변수 선언

1. 데이터 타입(기본형 / 참조형) 선언

2. 변수명 선언

   // 하나의 변수만 선언하는 경우
   int num1;
   boolean check1;
   
   // 하나 이상의 변수를 선언하는 경우
   int num2, num3, num4;
   boolean check2, check3, check4;
   

• 변수를 선언하기 위해서는 변수명 선언 조건과 예약어에 대한 규칙을 파악하고 선언해야 한다.

변수 초기화

변수 초기화는 변수를 선언할 때 실제 데이터를 정의하는 것을 의미한다.

초기화 하는 방법은 대입 연산자(=) 를 사용하여 선언한 변수에 실제 데이터를 저장하는 형식으로 구현한다.

int num1 = 10;
int num2 = 20;

int sum = num1 + num2;
Integer num3 = new Integer();

System.out.println(sum); // 30

만약 초기화 되지 않고 선언만 된 변수를 연산을 진행하면 초기화되지 않은 변수가 있다고 예외를 발생시킨다.

int num1 = 10;
int num2;

int sum = num1 + num2;
System.out.println(sum);

// 예외 발생
java: variable num2 might not have been initialized

Variable Scope / Lifetime

변수는 선언되는 위치, 접근 제한자에 따라 엑세스할 수 있는 범위가 달라진다.
Java에서는 모든 식별자가 정적으로 범위화되며 함수 호출 스택과는 독립적이다.

변수 스코프

1. 멤버 변수 (Class Level Scope)

    public static class MemberVar {
        private int num1; // Seetter / Getter 메소드를 이용해서 초기화하고, 재사용
        public boolean check; // 해당 클래스 내에 어떤 메소드에서도 호출
        final private String talk = "Hello World!"; // 상수의 의미
   
        // method1 변수에서 접근제한자가 static으로 선언된 check를
        // true값으로 초기화한 후, 해당 값을 반환한다.
        boolean method1() {check = true; return check;}
    }
   

2. 클래스 내에 선언되는 변수로 접근 제한자를 통해 다양한 클래스, 메소드에서 초기화 가능하며 Setter, Getter 메소드를 이용해 초기화 가능하다.

3. 지역 변수 (Method Level Scope)

    public static class MethodVar {
        int num1;
   
        public int method1() {
            int num1 = 1;
            int num2 = 2;
            int result = num1 + num2;
            return result;
        }
   
        public int method2() {
            num1 = 20;
    //  num1을 같은 이름의 새로운 변수로 선언하면 새로 선언된 변수의 데이터가 반환된다.
    //  int num2 = 10 + num1;
            return num2;
        }
    }
   

4. 메소드 내에서 선언된 변수로 해당 메소드 내에 동일한 이름의 멤버 변수가 사용되지 않는다면 같은 이름의 지역 변수를 선언할 수 있다. 하지만 본질적으로 멤버 변수와 지역 변수의 데이터가 저장된 메모리 주소는 같지 않다.

변수 라이프타임

• 변수의 라이프타임은 해당 변수가 언제 초기화되는지 혹은 초기화, 선언된 위치가 어디에 존재하는지에 따라 달라진다.
• 변수의 라이프타임은 Garbage Collection과 연관이 깊다.
• 멤버 변수(인스턴스 변수)의 경우,
  클래스를 생성자를 통해 정의 했을 경우 프로그램을 종료할 때 까지 메모리 상에 존재한다.
• **지역 변수(로컬 변수)**의 경우,
  정의된 클래스에 의해 메소드가 호출되어 실행된 후 종료되면 메모리 상에서 사라진다.

Type Inference / var Type

타입 추론이란 코드 작성 당시, 데이터 타입이 정해지지 않았지만 컴파일러가 그 타입을 유추하는 것이다.

타입 추론은 Java 10에서 추가된 이니셜라이저를 사용하는 로컬 변수의 유형 추론이다.

Java 9가지는 로컬 변수의 유형을 명시적으로 언급해야 했고, 로컬 변수를 초기화하는 데 사용되는 이니셜라이저와 호환되는지 확인해야 했다.

Java 10에서 타입 추론이 추가되면서 변수의 데이터 유형을 명시하지 않아도 된다. 하지만 변수를 인스턴스로 정의하고 컴파일러에게 어떠한 데이터 타입으로 인식하게 할 것인지 명시해주어야 한다.
(마치 Javascript의 var 같다.)

또한, 이러한 타입 추론은 이니셜라이저가 있는 로컬 변수에서만 사용할 수 있으며 멤버 변수(인스턴스 변수)나 메소드 파라미터, 리턴 유형 등에서 사용할 수 없다.

public class TypeInference_varType {
    public static void main(String[] args) {
        // 일반적으로 데이터 타입을 선언한 변수
        String str1 = "Good Bye, Java 9";

        // 데이터 타입을 선언하지 않은 var 타입 변수
        var str2 = "Hello, Java 10";
        System.out.println("str1은 문자열 타입 데이터인가? = " + str1 instanceof String);
        System.out.println("str1 = " + str1);
        System.out.println("str2은 문자열 타입 데이터인가? = " + str2 instanceof String);
        System.out.println("str2 = " + str2);

        // 일반적은 HashMap 선언
        Map<Integer, String> map1 = new HashMap<>();

                // var를 이용한 HashMap 선언
        var map2 = new HashMap<Integer, String>();
        map1.put(1, "신짱구");
        map2.put(1, "신짱아");

        System.out.println("map1 = " + map1.get(1));
        System.out.println("map2 = " + map2.get(1));
    }
}

Data Type Conversion

Data Type Casting

• 강제로 타입을 변환하는 것을 의미한다.
• 강제 타입 변환은 캐스팅 연산자 괄호()를 사용한다.

int a = 10;
int b = 3;
// 이 때, a / b 연산의 값이 double 데이터 타입으로 변환되는 것은 아니다.
// a 변수 앞에 캐스팅 연산자 괄호가 있으니 a 변수를 double 타입의 데이터로 변환한다.
double c = (double) a / b;

Data Type Promotion

• 자동으로 타입 변환이 일어나는 것을 의미한다.
• 자동 타입 변환은 값의 허용 범위가 작은 타입이 허용 범위가 큰 타입으로 저장될 때 발생한다.

byte byteValue = 10;
int intValue = byte; // byte 타입 데이터가 자동으로 int로 변환

// float 타입 데이터가 long 타입 데이터와 연산하면서 long 타입으로 변환
double doubleValue = 1.4f + 0.2;

Primitive / Reference Type

Primitive Type

• 기본형 데이터 타입으로 총 8개 존재한다.
  • 정수형 데이터 타입 → byte, short, char, int, long
  • 실수형 데이터 타입 → float, double
  • 논리형 데이터 타입 → boolean
• 기본값을 가지는 데이터 타입으로 null이 존재하지 않는다.
• Generic을 이용할 때 필요한 Wrapper Class가 존재한다.
• 기본형 데이터 타입은 스레드의 Stack 메모리에 저장한다.

Reference Type

• 참조형 데이터 타입으로 기본형 데이터 타입을 제외한 모든 타입을 뜻한다.
• 최상위 클래스인 java.lang.Object를 상속 받는다.
• 참조형 데이터 타입(객체)는 Heap 메모리에 저장되며 HotSpot을 기준으로 아무런 데이터가 없는 객체라도 8byte를 차지한다.
• new, Reflection 등으로 객체를 생성한다.
• String은 char 타입의 Array 형태로, Array는 Reference Type이기 때문에 String도 참조형 데이터 타입이다.

Literal

Literal은 데이터 그 자체를 의미한다.

int a = 1;

• a는 변수명, 1은 리터럴이다.
  즉, 1과 같이 변하지 않는 데이터(boolean, char, double, long, int..)를 리터럴이라고 한다.
• 더 쉽게 설명하자면 변수나 상수는 메모리에 할당된 공간을 의미하는 반면, 리터럴은 공간에 저장된 데이터 자체를 의미한다.

정수 리터럴

1. 2진수
   • 0b 또는 0B로 시작한다.
   • 0과 1로 구성된다.
2. 8진수
   • 0으로 시작하고 0 ~ 7 숫자로 구성된다.
3. 16진수
   • 0x 또는 0X로 시작한다.
   • 0 ~ 9, A ~ F 또는 a ~ f로 구성된다.

// 2진수
int lit2 = 0b11010;
System.out.println(lit2);

// 8진수
int lit8 = 013;
System.out.println(lit8);

// 16진수
int lit16 = 0xB3;
System.out.println(lit16);

Array

1차원 배열

// 1차원 배열
// 배열 길이만 선언 -> 데이터는 선언하지 않음
int[] arr1_1 = new int[5];

// 길이만 선언된 배열에 데이터 삽입
for (int i = 0; i < arr1_1.length; i++) {
    arr1_1[i] = i;
}

// 각 인덱스에 들어갈 데이터 초기화와 동시에 배열 선언
int[] arr1_2 = {0, 1, 2, 3, 4};

2차원 배열

// 각 인덱스에 들어갈 데이터 초기화와 동시에 배열 선언
int[] arr1_2 = {0, 1, 2, 3, 4};

// 2차원 배열
// 행과 열의 길이만 선언 -> 데이터는 선언하지 않음
int[][] arr2_1 = new int[5][5];

// 행과 열의 틀만 선언된 배열에 데이터 삽입
for (int i = 0; i < arr2_1.length; i++) {
    for (int j = 0; j < arr2_1[i].length; j++) {
        arr2_1[i][j] = j;
    }
}

// 각 행의 열에 데이터 초기화와 동시에 배열 선언
int[][] arr2_2 = {{0, 1, 2, 3, 4}, {5, 6, 7, 8, 9}, {10, 11, 12, 13, 14}, {15, 16, 17, 18, 19}, {20, 21, 22, 23, 24}};

References

Variable / Primitive / Reference / Literal

• 혼자 공부하는 자바

혼자 공부하는 자바

Type Inference

• 타입 추론과 var 타입

Java 10 LocalVariable Type-Inference