Campanula

객체 :  하나 이상의 데이터와 기능을 묶은 것. 자신의 데이터를 사용해 하나의 역할을 수행하는 독립된 단위

• 물리적으로 존재하는 것 
• 데이터들+기능(메서드)들 / 객체지향 프로그램들 = 객체+객체+...
• 추상적인 것 중에서 자신의 속성(필드)과 동작(메서드)을 가지는 모든 것(속성+동작)
• 상태는 객체의 속성

객체 생성 : 클래스의 구성을 참조해 속성과 메서드에 대한 정보를 메모리에 할당하는 작업

자바는 객체지향 언어.

객체 지향 개발 방법론 : "코드의 재사용을 높이자." 재사용성을 고려했다. 데이터의 변경에 해당 객체만 영향을 받도록 분리하는 방법론. 실행 흐름은 데이터와 기능을 함께 묶은 객체 간에 상호 작용하는 방식.작업 순서를 생각하지 않고 기능별로 작업을 분리한 후 필요한 기능이 있다면 가져다 사용하는 방식. 핵심은 객체. 객체 간에는 연관성이 낮아야하고(결합도), 객체 내 요소(데이터와 기능) 간에는 연관성이 높아야 한다(응집도).

OOP(Object Oriented Programming) : 객체들을 먼저 만들고 이것들을 하나씩 조립해서 완성된 프로그램을 만드는 기법.(모든 관점을 객체라는 단위로 바라본다.)

객체 모델링 : 현실 세계의 객체를 소프트웨어 객체로 설계하는 것. 객체를 선정하고 객체의 속성과 동작을 정의하는 것. 객체의 특성을 쉽게 알 수 있다. 객체를 구조화하는 것.

클래스 : 객체를 만드는 틀(공통인 변수와 메소드를 정의하는 틀), 객체를 만드는 설계도

• 라이브러리(API,Application Program Interface)용  :  자체적으로 실행되지 않음, 다른 클래스에서 이용할 목적으로 만든 클래스
• 실행용 : main() 메소드를 가지고 있는 클래스로 실행할 목적으로 만든 클래스
• 1개의 애플리케이션 = (1개의 실행클래스) + (n개의 라이브러리 클래스)

인스턴스 : 클래스로부터 만들어지는 각각의 객체를 그 클래스의 인스턴스라고 함. 클래스라는 틀을 기반으로 실체화 된 대상. 클래스를 new 명령문으로 메모리에 생성한 객체 

인스턴스화 : 클래스를 이용해서 실제인 객체를 생성하는 과정

클래스 다이어그램 : 객체 모델링에서 표현된 구조를 프로그래밍 언어로 표현하기 쉽게 작성한 것.

클래스 선언 : 소스 파일당 하나의 클래스를 선언하는 것이 관례

• 두 개 이상의 클래스도 선언 가능
• 클래스 이름은 객체를 대표하는 이름으로 지정
• 문자,숫자,'_','$'를 사용할 수 있다
• 첫 글자는 숫자를 사용할 수 없고, 대문자로 시작하는 것이 관례
• 공백을 가질 수 없다.
• 여러 단어가 사용되는 경우 단어의 첫 글자를 대문자로 시작하거나 밑줄(_)로 연결한다.
• class라는 예약어 사용
• 소스 파일 이름과 동일한 클래스만 public으로 선언 가능
• 선언한 개수(클래스 수)만큼 바이트 코드 파일이 생성

클래스 작성규칙

1. 하나 이상의 문자로 이루어져야 한다.
2. 첫번째 글자는 숫자가 올 수 없다
3. _,$ 외의 특수 문자는 사용할 수 없다
4. 자바 키워드는 사용할 수 없다

#클래스 선언 

[class 클래스명{

  필드 선언;

  메서드 선언;

}]

#필드 선언 (필드도 값을 대입할 수 있는 변수 중 하나, 멤버변수라고 부르기도한다)

[데이터 타입 변수 이름; or 데이터 타입 변수 이름 = 값;]

#메서드 선언 

[접근 제한자 리턴타입 메서드명(매개변수){

   실행문;

}]

메서드 이름 지정 규칙

• 첫 글자는 소문자 시작
• 기능을 나타낼 수 있는 이름으로 지정
• 공백X
• 숫자 시작X

접근 제한자 : 각 요소에 접근 권한을 조절하는 방법.

[접근 제한자 class 클래스명{
  접근 제한자 필드 선언;

  접근 제한자 메서드 선언

}]

추상화(abstraction) : 불필요한 속성을 제거하는 과정

기초변수는 실제 데이터 값

참조 변수는 객체의 주소

객체는 우리가 프로그래밍으로 표현하려는 실체, 클래스는 실체를 추상화한 설계도, 클래스를 인스턴스화하면 객체 생성

Car myCar = new Car();

• myCar는 객체 참조 변수
• new 연산자로 실제 객체 생성 다음에는 클래스 이름과 동일한 생성자
• 실행되면 myCar라는 물리적인 객체가 실제로 생성
• 실제로 생성된 객체를 클래스의 인스턴스

객체의 필드와 메소드

참조 변수.접근할 필드=값;

참조 변수.메소드;

필드사용

클래스 내부: "필드이름"으로 바로 접근

클래스 외부: "변수. 필드이름"

메소드 호출

클래스 내부: 메소드 이름으로 호출

클래스 외부: 객체 생성 후, 참조 변수를 이용해 호출

객체 소멸 : new에 의해 할당된 객체 메모리를 자바 가상 기계의 가용 메모리로 되돌려 주는 행위

자바 응용프로그램에서 임의로 객체 소멸할 수 없음, 객체 소멸은 자바 가상 기계의 고유한 역할

가비지 : 가리키는 레퍼런스가 하나도 없는 객체(누구도 사용할 수 없게 된 메모리)

가비지 컬렉션 : 자바 가상기계의 가비지 컬렉터가 자동으로 가비지 수집 반환

구조로 알아보는 JVM의 동작 원리

클래스 파일 - 개발자가 만드는 혹은 이미 만들어진 파일.

클래스 로더 서브 시스템 - JVM은 실행할 클래스 파일을 읽고, JVM메모리에 올려놓는 과정이 필요. 이 과정을 클래스 로딩이라하며 JVM의 클래스 로더 서브 시스템이 담당.

실행데이터 영역 - 클래스 로더로부터 분석된 데이터를 저장하고 실행 도중 필요한 데이터를 저장하는 영역

• 메소드 영역(코드 영역) : 클래스 로더에 의해서 로딩된 클래스가 저장되는 곳, JVM에서 클래스를 실행하면 메소드 영역에서 클래스 정보를 복사
• 스택 영역 : 호출된(실행된) 메소드 정보사 저장되는 곳으로 실행이 끝나면 저장된 정보는 삭제, 메소드가 실행될 때마다 저장되는 메소드 정보에는 매개변수, 지역변수 등이 있다. LIFO(Last In First Out) 방식으로 동작
• 힙 영역 : new 명령문으로 인스턴스를 생성하면 메모리의 힙영역에 생성. 힙영역은 JVM에서 가장 중요한 데이터를 저장함과 동시에 세밀한 관리가 이뤄지는 곳, 객체는 클래스가 실행될 때 생성되어서 힙 영역에 저장
• 레지스터 영역 : JVM이 수행할 명령어의 주소를 저장하는 메모리 공간
• 네이티브 메소드(OS의 시스템 정보, 리소스를 사용하거나 접근하기 위한 코드) 스택 영역 : 자바 프로그램괴 OS사이에 JVM이 존재, 자바 프로그램은 시스템에 직접 접근하기 어려움.JNI(Java Native Interface) API를 사용하면 자바 프로그램에서 OS시스템에 대한 접근이 가능

변수의 값이 같은지 비교

기본 타입 : 변수의 값이 같은지 다른지 조사

참조 타입 : 동일한 객체를 참조하는지 다른 객체를 참조하는지 조사 //클래스, 인터페이스

null

• 변수가 참조하는 객체가 없을 경우 초기값으로 사용 가능
• 참조 타입의 변수에만 저장가능
• null로 초기화된 참조 변수는 스택 영역 생성

배열 : 같은 타입의 데이터를 연속된 공간네 저장하는 자료구조.

배열이름 : 배열의 시작주소

인덱스 : 순번을 나타내는 위치 정보

#배열 생성

[new 데이터 타입 [요소 수]; ]

#배열 변수 선언

[데이터 타입[ ] 변수명;  or  데이터 타입 변수명[ ]; ]

배열을 선언하면 사용된 배열명은 배열의 시작주소가 된다.

배열의 이름 = 주솟값

#배열 초기화

[데이터 타입[ ] 배열명 = new 데이터타입[ ]{값1, 값2, 값3,....};]

[데이터 타입[ ] 배열명 = {값1, 값2, 값3,....};]

#배열의 길이 구하기

[배열명.length]

#if(문자열배열명[인덱스].equals(문자열변수))

배열은 1차원 배열과 다차원 배열로 구분 (2차열 배열은 행과 열 두가지 정보를 알아야 접근 가능)

#2차원 배열 선언과 생성

[new 데이터 타입[행의 수][열의 수]   //2차열 배열 생성]

[데이터 타입[ ][ ] 변수명;   or   데이터 타입 변수명[ ][ ];   //2차원 배열 생성]

[변수명[행 인덱스][열 인덱스];    //접근하기 위해 행 인덱스와 열 인덱스 지정]

#2차원 배열의 초기화

[int[][] array = {{1,2},{3,4}];

#2차원 배열에서 length 필드

[배열명.length //행의 길이  or   배열명[행인덱스].length //열의 길이]

배열 복사 방법

• for문 이용
• Arrays 클래스 이용
• System.arraycopy() 메소드 이용

[System.arraycopy(Object src, int srcPos, Object dest, int destPos, int length) 

//(원본 배열, 원본 배열 복사 시작 인덱스, 새배열, 새배열 붙여넣기 시작 인덱스, 복사 항목수)]

정상적인 코드 실행 흐름 : main() 메소드의 시작인 중괄호 { } 까지 위-> 아래 방향으로 실행

제어문 : 코드 실행 흐름을 개발자가 원하는 방향으로 변경할 수 있도록 한다. 문장이 실행되는 순서에 영향을 주는 문장.

제어문의 종류 

• 조건문 : if문, switch문 (조건에 따라서 여러 개의 실행 경로 가운데 하나를 선택)
• 반복문 : for문, while문, do-while문 (조건에 따라서 여러 개의 같은 처리를 반복)
• 보조제어문 : break문, continue문, return문

조건문(if문, switch문)

if문

조건식

• true 또는 false 값을 산출할 수 있는 연산식(if의 괄호 안에 조건식)
• boolean 자료형 변수가 올 수 있다.
• 조건식이 true면 블록 실행하고 false면 블록 실행하지 않는다.
• 실행문장이 단일 문장인 경우 둘러싸는 { } 생략할 수 있다.

단일 if문 형식

단일 선택 if ~ else문 형식

다중 if ~ else if문 형식

switch ~ case문 : 여러 개의 조건이 있고 각 조건에 따라 실행되어야 하는 코드가 달라지는 경우에 사용한다.

반복문 ( for문, while문, do-while문)

반복 수행하고 싶을 경우 반복 구조를 사용

• 반복 횟수가 정해져 있는 경우
• 조건에 따라 반복 수행해야 하는 경우
• 요소 : 제어변수, 반복조건식, 반복 실행문, 증감식

for문 : 규칙적인 증가를 하는 경우에 많이 사용한다.

while문 : 조건이 만족하는 동안 특정 문장을 수행시키는 기능이다.

do while문 : 반복문을 수행한 후에 조건만족을 확인한다. 조건이 참이던, 거짓이던 꼭 한번은 실행한다.

public class DoWhileExample {
	public static void main(String args[]) {
		
		int num = 0;
		do {
			System.out.println("num의 값: "+num);
			num++;
		}while(num<0);
		
		System.out.println();
		
		int i = 1;
		do {
			System.out.print(i+" ");
			i++;
		}while(i<=10);
		
		System.out.println();
		
		i=10;
		do {
			System.out.print(i+" ");
			i--;
		}while(i>0);
		
		System.out.println();
	}

}

보조제어문(break문, continue문, return문)

break문 : 반복문이나 switch문의 case를 벗어날 때 사용한다.(바깥쪽 반복문까지 종료시키려면 반복문에 라벨(Label),"break Label;"사용)

continue문 : for문:증감식으로 이동, while문 , do~ while문의 조건부로 제어를 옮기는데 사용하는 구문. 반복해서 처리하는 중에 특정값에 대한 처리를 제외하고자 할 때 사용한다.

public class ContinueTest {
	public static void main(String args[]) {
		int a=0;
		do {
			a++;
			if(a%2==0)
				continue;
			System.out.printf("%5d", a);
		}while(a<10);
		
		System.out.println();
		
		for(int i = 1;i<=10;i++) {
			if(i%2!=0) {
				continue;
			}
			System.out.printf("%5d", i);
		}
		System.out.println();
	}

}

return문 : 메서드에서 특정값을 리턴값으로 보내고 싶을 때 사용.

변수 및 연산자, 수식

변수는 프로그램 작성 시 사용할 값을 저장하기 위해 할당받는 메모리 공간이다. 자바늬 변수는 다양한 타입의 값을 저장한수 없다.

자료형 : 변수에 저장되는 자료의 타입

-기초형 : 값을 다루는 자료형 <정수형, 실수형, 문자형, 논리형>    //기본자료형 변수 : 실제 값을 기록하는 변수

-참조형 : 주소를 다루는 자료형<클래스, 배열, 인터페이스>          //참조자료형 변수 : 객체(인스턴스)의 주소를 기록하는                                                                                                                                           변수

선언 : 컴파일러에게 어떤 변수를 사용하겠다고 미리 알리는 것

#변수 선언 : 변수를 생성한다.

[데이터타입 변수명;]

메모리(주기억장치)는 데이터를 저장하기 위한 장치 기본단위인 바이트(byte, 8bit)로 나누어져 있다.(문자 하나를 기억하는데 필요한 최소 메모리 크기) 따라서 각 영역을 구분하기 위해 바이트 단위로 주소가 할당된다. 메모리의 주소를 이용해야만 해당 메모리에 저장된 값을 참조할 수 있다.

• bit : 0과 1을 저장하는 최소 저장 단위.
• byte : ASCII코드와 같은 문자 데이터를 저장하는 단위.

변수이름은 식별자의 일종으로 다음과 같은 규칙을 가진다.(변수의 명명규칙)

• 영어 대소문자가 구분되며 길이 제한이 없다.
• 예약어를 사용하면 안된다.
• 숫자로 시작하면 안된다.
• 특수문자는 _와 $만 사용 가능하다.
• 여러 단어를 섞어서 이름을 만들때 두번째 단어부터 첫 글자를 대문자로 한다.
• 이름 사이에 공백문자를 포함할 수 없다.

표기법 : 카멜표기법(변수명, 메서드명), 파스칼 표기법(클래스명), 스네이크 표기법

#변수에 데이터 저장

[변수명 = 값;]

'=' 기호: 대입한다. 오른쪽 값을 왼쪽에 저장. 변수를 선언한 후 처음 값을 저장한다면 '초기화'한다고 표현.

변수의 사용 범위: 중괄호 블록 {}내에서 선언되고 사용.

public class Variable1 {
	public static void main(String args[]) {
		int level; //선언
		level=10; //대입,초기화
		System.out.println(level);
	}

기초형

• 정수형 : byte(1byte), short(2byte), int(4byte), long(8byte)
• 실수형 :float(4byte), double(8byte 실수형에서 디폴트 자료형)
• 문자형 : char
• 논리형 : boolean<true/false 표현, 1바이트만큼의 메모리 공간을  차지>

참조형 : String

리터럴 : 리터럴은 변수와 상수에 저장되는 값 자체를 의미. null리터럴(기본 타입에 사용 불가)

  var 키워드

• java 10부터 도입
• 지역변수의 선언에만 사용 (변수 선언문에 반드시 초기값 지정)
• 변수타입선언 생략 : 컴파일러가 변수 타입 추론

#논리 타입 변수 선언

[boolean 변수명;]

public class BooleanEx {
	public static void main(String args[]) {
		boolean isMarried = true;
		System.out.println(isMarried);
	}

#문자 타입 변수 선언

[char 변수명;]

char 데이터 타입을 표현할 때 유니코드를 직접 지정할 수 있다. 유니코드는 모든 나라의 언어를 컴퓨터에서 표현하기 위해 언어와 상관없이 문자아다 고유한 코드를 부여한 하나의 방법(\u : 다음에 문자에 해당하는 유니코드를 지정하면 된다. )

' '로 문자 표현

#문자열 타입 변수에 데이터 저장

[String name = "홍길동";]

정수형

최상위 부호 비트 : 0이면 양의 정수,1이면 음의 정수

1의 보수 : 0->1,1->0

2의 보수 : 최하위 비트에 +1

상수선언 : 상수는 일단 초기화되어 값이 정해지면 그 값을 변경할 수 없다.

• final 키워드 사용
• 선언 시 초기값 지정
• 실행 중 값 변경 불가

Scanner 객체를 위한 메소드

nextByte() : byte 타입의 정수 하나를 읽는다.

nextShort() : short 타입의 정수 하나를 읽는다.

nextInt() : int 타입의 정수 하나를 읽는다.

nextLong() :  long 타입의 정수 하나를 읽는다.

nextFloat() : float 타입의 실수 하나를 읽는다.

nextDouble() : double 타입의 실수 하나를 읽는다.

next() : 공백 이전에 종료되는 하나의 문자열을 읽는다.

nextLine() : 한 줄의 문자열을 읽는다. 즉, '\n'을 포함하는 한 라인을 읽고 '\n'을 버린 나머지 문자열을 리턴한다.

close : Scanner의 사용종료

import 문장

• 입력 기능을 가지고 있는 클래스를 포함시키는 문장이가.
• 클래스들은 패키지라는 단위로 그룹핑되어 있다.
• 패키지들을 자바 클래스 라이브러리라고 부른다.

사용자로부터 입력

x = input.nextInt(); 

Scanner 객체인 input을 이용하여 사용자로부터 정수를 읽어 들이는 문장. input을 통해 메소드를 호출

형변환

형변환(type cast)은 어떤 자료형의 값을 다른 자료형의 값으로 바꾸어 주는 연산.

• 자동 형변환 : 큰 크기 타입 = 작은 크기 타입
• 강제 타입 변환 : 데이터 타입 변수명 = (데이터 타입) 변수명 또는 값; 
• 축소 형변환 - 강제 형변환 : 더 작은 크기의 자료형에 값을 저장하는 형변환
• 확대 변환 - 강제 형변환 : 더 큰 크기의 변수로 값을 이동하는 변환

자바 프로그램의 개발순서

소스파일->컴파일->실행파일->실행

Java는 다른 언어와 달리 JVM(자바가상머신)으로 프로그램을 실행한다.

프로그램은 컴퓨터를 구성하는 장치(CPU,메모리,입출력 장치,하드 디스크등)을 조작하여 원하는 결과물을 얻도록 작업 순서를 나열해 놓은 명령어들의 집합,컴퓨터를 위한 작업 지시서로서 구체적으로 컴퓨터가 특정한 작업을 하기 위한 명령어들의 리스트.

자바는 명령어를 표현하는 하나의 도구.

개발자는 프로그램 언어를 사용해 명령어를 표현하고 작업 순서에 맞게 나열하여 프로그램 작성.

프로그램 언어는 고급언어와 저급언어로 구분.

사람이 이해하기 쉬운 프로그램 언어를 고급언어, 기계어에 가까운 언어를 저급언어라고 한다.

고급언어로 작성된 소스파일을 기계어로 변환하는 과정(소스파일-> 기계어)을 컴파일(compile)이라 하고 변환 프로그램을 컴파일러라고 한다. 자바가 다른 프로그램 언어와 다른 점은 컴파일 작업을 거쳐 생성된 파일이 기계어 코드가 아닌 바이트 코드(byte code)라는 점이다. 이러한 자바 실행 구조의 가장 큰 장점은 자바 실행 파일이 실행되는 컴퓨터(운영체제)가 달라져도 추가적인 작업을 할 필요가 없다는 것이다. 소스파일에서 컴파일된 실행 파일(바이트 코드)은 어떤 운영체제에서도 실행가능하다.(JVM이 있어 각 운영체제에서 실행한 수 있도록 처리하기 때문이다.) 그래서 자바는 플랫폼에 독립적인 언어(Write One, Run Everywhere)이다.(C는 플랫폼에 종속적)

소스파일 : 프로그래밍 언어로 작성된 파일 (C에서는 확장자가 .c 자바에서는 .java)

실행파일 : 변환된 파일. 컴퓨터에서 바로 실행할 수 있어 실행파일(Execute File)이라고 한다. (C에서는 .exe 자바에서는 .class)

바이트 코드 : 기계어로 변환하기 전 중간단계의 코드. 단, 바이트 코드는 기계어가 아니라서 컴퓨터에서 바로 실행할 수 없다.

컴파일 과정

인간->고급언어->운영체제가 이해할 수 있는 코드->기계어(H/W)

자바는 고급언어에 속하므로 JDK(자바개발환경)을 이용해 변환과정을 거쳐야한다.

JDK는 바이트 코드를 기계어 코드로 변환하는 작업과 자바 프로그램 실행에 관련된 보든 작업을 담당한다.

*JVM(자바가상머신)은 실행을 위해 JDK(자바개발환경(Java SE Development Kit))는 컴파일을 위해 필요.

기계어로 변환하는 방식에서 인터프리터(Interfreter) 방식과 JIT(Just-In-Time) 방식이 있다.

인터프리터 방식은 기계어로 변환하는 작업을 명령문 단위로 처리하고 JIT방식은 소스 파일을 실행 파일로 변환하는 것처럼 파일 전체를 한번에 기계어로 변환한다.(자바는 인터프리터 방식을 사용했다가 현재는 JIT 컴파일러를 사용중이다. )

운영체제는 하드웨어를  제어하고 컴퓨터 자원을 관리하며, 컴퓨터 사용을 편리하게 해주고 응용프로그램들의 수행을 도와주며, 사용자와 하드웨어 사이의 매개체 역할을 하는 소프트웨어.

프로그래밍 언어란

인간이 컴퓨터를 이용하여 수행하고자 하는 일을 컴퓨터에게 전달하기 위한 표기법으로 기계어,어셈블리어,고급언어가 있다.

기계어

-컴퓨터가 이해하는 단 하나의 언어

-기계어는 프로그램이 CPU에 내리는 명령들을 표현

-0과 1의 숫자로 구성

-기계 중심적인 언어

어셈블리어

-기계어에 해당되는 명령을 기호는 이용해서 나타낸 기호 언어

-어셈블리어는 기본적으로 기계어와 일대일 대응

-기계 중심적 언어로 프로그램 시 하드웨어에 대한 지식 필요

고급언어

-인간이 이해하기 쉬운 명령문이나 기호를 사용하여 구성된 프로그래밍 언어

-문제 중심적인 언어

프로그램은 일반적으로 다음과 같은 순서로 개발

소스파일-(컴파일)->실행파일-(실행)->컴퓨터