[Java Live Study] 4. 제어문

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[Java Live Study] 4. 제어문

dev-ujin✨과 함께하는 live study📝 4주차

코드 실행 흐름 제어

자바 프로그램을 시작하면 main() 메소드의 시작 중괄호{에서 시작해서 끝 중괄호 }까지 위에서 부터 아래로 실행하는 흐름을 가지고 있다. 이러한 흐름을 개발자가 원하는 방향으로 바꿀 수 있도록 해주는 것이 흐름 제어문이다. 제어문은 조건식과 중괄호{} 블록으로 구성되는데, 조건식의 연산 결과에 따라 블록 내부의 실행 여부가 결정된다. 흐름 제어문을 사용할 경우 다양한 실행 흐름이 생성된다. 흐름제어문

조건문

if문

if문은 조건식의 결과에 따라 블록의 실행 여부가 결정된다.
if문

조건식에는 true또는 false값을 산출할 수 있는 연산식이나, boolean 변수가 올 수 있다, 조건식이 true이면 블록을 실행하고 false이면 블록을 실행하지 않는다.

중괄호{} 블록은 여러 개의 실행문을 하나로 묶기 위해 작성한다. 만약 조건식이 true일때 실행할 문장이 하나 밖에 없다면 생략할 수 있다. 하지만 중괄호 블록을 작성하지 않으면 코드의 가독성(코드해석)이 좋지않고, 버그 발생 원인이 될 수 있다.

if(조건식) {                
    실행문;                 
    실행문;                         
    ...             
}

if(조건식)    
    실행문; 

int score = 93;
if(score>=90){
    System.out.println("점수가 90보다 큽니다.");
    System.out.println("등급은 A 입니다.");
}

if(score<90)
    System.out.println("점수가 90보다 작습니다.");
    System.out.println("등급은 B 입니다.");     // 들여쓰기가 되어있지만 if문과는 상관없는 실행문

점수가 90보다 큽니다.
등급은 A 입니다.
등급은 B 입니다.

실행결과

if-else문

if문은 else블록과 함께 사용되어 조건식의 결과에 따라 실행블록을 선택한다. if문의 조건식이 true이면 if문의 블록이 실행되고, 조건식이 false이면 else블록이 실행된다. 조건식의 결과에 따라 이 두개의 블록 중 어느 한 블록의 내용만 실행하고 전체 if문을 벗어나게 된다. if-else문

int score = 93;
if(score>=90){
    System.out.println("점수가 90보다 큽니다.");
    System.out.println("등급은 A 입니다.");
} else{
    System.out.println("점수가 90보다 작습니다.");
    System.out.println("등급은 B 입니다.");   
}    

점수가 90보다 큽니다.
등급은 A 입니다.

실행결과

if-else if-else 문

조건문이 여러개인 if문도 있다. 처음 if문의 조건식이 false인 경우 다른 조건식의 결과에 따라 실행 블록을 선택 할 수 있는데, if블록의 끝에 else if문을 붙이면 된다. else if문의 수는 제한이 없으며 여러 개의 조건식 중 true가 되는 블록만 실행하고 전체 if문을 벗어나게 된다. else if 블록의 마지막에는 else블록을 추가할 수 있는데, 모든 조건식이 false일 경우 else블록을 실행하고, if문을 벗어나게 된다.
if-elseif-else문

int score = 75;
if(score>=90){
    System.out.println("점수가 90~100 입니다.");
    System.out.println("등급은 A 입니다.");
} else if(score>=80){
    System.out.println("점수가 80~89 입니다.");
    System.out.println("등급은 B 입니다.");   
} else if(score>=70){
    System.out.println("점수가 70~79 입니다.");
    System.out.println("등급은 C 입니다.");   
} else{
    System.out.println("점수가 70 미만 입니다.");
    System.out.println("등급은 D 입니다.");
}

점수가 70~79 입니다.
등급은 C 입니다.

실행결과

중첩 if문

if문의 블록 내부에는 또 다른 if문으 사용할 수 있다. 이것을 중첩 if문이라 부르는데, 중첩의 단계는 제한이 없다. 모든 제어문은 서로 중첩이 가능하다.
중첩if문

int score = (int)Math.random()*20 + 81; // 81~100
System.out.println("점수: " + score);

String grade;

if(score>=90){
    if(score>=95){
        grade = "A+";
    } else{
        grade = "A";
    }
} else{
    if(score>=85){
        grade = "B+";
    } else{
        grade = "B";
    }
}

System.out.println("학점: " + grade);

점수: 84
학점: B

실행결과

switch문

switch문은 if문과 마찬가지로 조건 제어문이다. 하지만 switch문은 if문 처럼 조건식이 true일 경우에 블록 내부의 실행문을 실행하는 것이 아니라, 변수가 어떤 값을 갖느냐에 따라 실행문이 선택된다. if문은 조건식의 결과가 true, false 두가지 밖에 없기 때문에 경우의 수가 많아질수록 else-if를 반복적으로 추가해야 하므로 코드가 복잡해진다. 그러나 switch문은 변수의 값에 따라서 실행문이 결정되기 때문에 같은 기능의 if문보다 코드가 간결하다.

switch문
switch문은 괄호 안의 값과 동일한 값을 갖는 case로 가서 실행문을 실행시킨다. 만약 괄호 안의 값과 동일한 값을 갖는 case가 없으면 defalut로 가서 실행문을 실행시킨다. defalut는 생략 가능하다.

int num = (int)(Math.random()*6) + 1;   //1~6

switch (num){
    case 1:
        System.out.println("1번이 나왔습니다.")
        break;
    case 2:
        System.out.println("2번이 나왔습니다.")
        break;
    case 3:
        System.out.println("3번이 나왔습니다.")
        break;
    case 4:
        System.out.println("4번이 나왔습니다.")
        break;                        
    case 5:
        System.out.println("5번이 나왔습니다.")
        break;
    default:
        System.out.println("6번이 나왔습니다.")
        break;                
}


5번이 나왔습니다.

실행결과

case 끝에 break가 붙어 있는 이유는 다음 case를 실행하지 말고 switch문을 빠져나가기 위해서이다. break문이 없다면 다음 case가 연달아 실행되는데, 이때에는 case 값과는 상관없이 실행된다.

int time = (int)(Math.random()*4)+8;    //8~11
System.out.println("[현재시간]: " + time + "시");

switch(time){
    case 8:
        System.out.println("출근합니다.");
    case 9:
        System.out.println("회의를 합니다.");        
    case 10:
        System.out.println("업무를 봅니다.");    
    default:
        System.out.println("외근을 나갑니다.");    
}

[현재시간]: 9시
회의를 합니다.
업무를 봅니다.
외근을 나갑니다.

실행결과

char타입 변수도 switch문에 사용될 수 있다.

char grade = 'B';

switch(grade){
    case 'A':
    case 'a':
        System.out.println("우수 회원입니다."); 
        break;
    case 'B':
    case 'b':
        System.out.println("일반 회원입니다."); 
        break;
    default:
        System.out.println("손님입니다."); 
}

일반 회원입니다.

실행결과

String타입 변수도 switch문에 사용될 수 있다.

String position = "과장";

switch(position){
    case "부장":
        System.out.println("700만원"); 
        break;
    case "과장":
        System.out.println("500만원"); 
        break;
    default:
        System.out.println("300만원"); 
}

500만원

실행결과

반복문

반복문은 어떤 작업(코드들)이 반복적으로 실행되도록 할 때 사용되며, 반복문의 종류로는 for문, while문, do-while문이 있다. for문과 while문은 서로 변환이 가능하기 때문에 반복문을 작성할 때 어느쪽을 선택해도 좋지만, for문은 반복 횟수를 알고 있을 때 주로 사용하고, while문은 조건에 따라 반복할 때 주로 사용한다. while문과 do-while문의 차이점은 조건을 먼저 검사하느냐 나중에 검사하느냐일 뿐 동작 방식은 동일하다.

for문

프로그램을 작성하다 보면 똑같은 실행문을 반복적으로 실행해야 할 경우가 많이 발생한다.

1~100까지 더하는 실행문을 for문을 통해 획기적으로 줄일수 있다.

int sum = 0;
sum = sum + 1;
sum = sum + 2;
sum = sum + 3;
...
sum = sum + 99;
sum = sum + 100;

System.out.println("1~100까지의 합: "+sum);

int sum = 0;
for(int i=1; i<=100; i++){
    sum = sum + i;
}
System.out.println("1~100까지의 합: "+sum);

반복문은 한 번 작성된 실행문을 여러번 반복 실행 해주기 때문에 코드를 절감하고 간결하게 만들어준다.
for문

for문이 처음 실행될 때 ①초기화식이 제일 먼저 실행된다. 다음 ②조건식을 평가해서 true이면 ③실행문을 실행시키고, false이면 for문 블록을 실행하지 않고 끝나게 된다. 블록 내부의 ③실행문들이 모두 실행되면 ④증감식을 실행시키고 ②조건식을 다시 평가하게 된다. 평가 결과가 true이면 ③→④→② 로 다시 진행하고, false이면 for문이 끝나게 된다.

초기화식의 역할은 조건식과 실행문, 증감식에서 사용할 변수를 초기화 하는 역할을 한다. 초기화식이 필요없을 경우 초기화식을 생략할 수 있다.

int i=1;
for(; i<=100 i++){ ... }

어떤 경우에는 초기화식이 둘 이상이 있을 수도 있고, 증감식도 둘 이상 있을 수 있다.

for(int i=0, j=100; i<=50&&j>=50; i++, j--){ ... }

초기화식에 선언된 변수는 for문 블록 내부에서 사용되는 로컬 변수이다. 따라서 for문을 벗어나서는 사용할 수 없다. 변수 i가 초기화식에서 선언되지않고 for문 전에 선언되었다면 for문 내부뿐만 아니라 for문을 벗어나서도 사용할 수 있다.

int sum = 0;

for(int i=1; i<=100; i++){
    sum += i;
}

System.out.println("1~100 합:" +sum);
//System.out.println("1~"+i+" 합:" +sum);   //컴파일 에러

sum = 0;
int j = 0;  //카운터 변수
for(j=1; j<=50; j++){
    sum += j;
}
System.out.println("1~"+(j-1)+" 합:" +sum);


1~100 합: 5050
1~50 합: 1275

실행결과

for 문을 작성 할때 주의할 점은 초기화 식에서 루프 카운트 변수를 선언할 때 부동소수점 타입을 사용하지 말아야한다. 부동소수점으로는 0.1을 정확하게 표현할 수 없기 때문에 루프의 실행이 예상대로 안될수 있다.

for문은 또다른 for문을 내포할 수 있는데 이것을 중첩된 for문이라고 한다. 이경우 바깥쪽 for문이 한번 실행할 때마다 중첩된 for문은 지정된 횟수만큼 반복해서 돌다가 다시 바깥쪽 for문으로 돌아간다.

for(int m=2; m<=9; m++){
    System.out.println("*** "+m+"단 ***");
    for(int n=1; n<=9; n++){
        System.out.println(m+"x"+n+"="+(m*n));
    }
}

*** 2단 ***
2x1=2
2x2=4
2x3=6
2x4=8
2x5=10
2x6=12
2x7=14
2x8=16
2x9=18

*** 3단 ***
...

실행결과

for-each문 (향상된 for문)

for문은 카운터 변수를 이용해 실행문을 반복시키기 때문에 인덱스를 이용해 값을 저장하거나 조회하는 배열을 이용할 때 같이 사용되는 경우가 많다. 그러나 가독성이 좋지 않고 배열에 잘못된 인덱스로 접근하여 ArrayIndexOutOfBoundsException 예외가 발생하는 경우가 잦다. 이런 부분을 for-each문 이라고도 불리는 향상된(Enhanced) for문을 사용하면 좀 더 깔끔하게 코드를 작성할 수 있다.

int[] nums = {1,2,3,4,5};

int sum = 0;
for(int i=0; i<=nums.length; i++){
	sum += nums[i];
}
System.out.println("nums의 합계: " + sum);

sum = 0;
for(int num: nums){
	sum += num;
}
System.out.println("nums의 합계: " + sum);

nums의 합계: 15
nums의 합계: 15

실행결과

배열 nums안의 요소를 변수 num에 하나씩 넣어서 실행문을 실행한다. for-each문은 배열처럼 여러 원소로 이루어진 집합의 모든 원소에 대해 특정 작업을 반복하기 위해 사용하여 간편하고 가독성 좋은 코드를 만들수 있고 배열 인덱스 문제 ArrayIndexOutOfBoundsException 예외를 피할 수 있다. 하지만 for-each문 내부에서 인덱스를 사용해 원하는 배열의 요소에 접근할 수 없고 배열안의 값을 사용할 순 있지만 절대 수정할 수는 없다.

int[] nums = {1,2,3,4,5};

for(int num: nums){
    num = 0;        //배열 안의 값이 수정되지 않는다.
}

int i=0;
for(int num: nums){
    System.out.println("nums["+i+"]: " + num);
    i++;
}

nums[0]: 1
nums[1]: 2
nums[2]: 3
nums[3]: 4
nums[4]: 5

실행결과

for-each문을 중첩으로 사용하여 2차배열의 요소에 접근할 수 있다.

String[][] str_arr = {{"apple","banana","cherry"},{"2000","5000","8000"}}; 
		
for(String[] arrs : str_arr) {
	for(String s : arrs) {
		System.out.println(s);
	}
}

apple
banana
cherry
2000
5000
8000

실행결과

while문

for문이 정해진 횟수만큼 반복한다면, while문은 조건식이 true일 경우에 계속해서 반복한다. 조건식에는 비교 또는 논리 연산식이 주로 오는데, 조건식이 false가 되면 반복행위를 멈추고 while문을 종료한다. while문

while문이 처음 실행 될 때 ①조건식을 평가한다. 평가결과가 true이면 ②실행문을 실행한다. ②실행문이 모두 실행되면 다시 조건식으로 되돌아가서 ①조건식을 다시 평가한다. 만약 조건식이 true이면 ②→①로 다시 진행하고, false이면 while문을 종료한다.

int sum = 0;
int i = 1;  //카운터 변수

while(i<=100){
    sum += i;
    i++;
}

System.out.println("1~"+(i-1)+" 합:" +sum);

1~100 합: 5050

실행결과

조건식에는 boolean변수나 true/false 값을 산출하는 어떠한 연산식이든 올 수 있다. 만약 조건식에 true를 사용하면 while(ture){...}가 되어서 무한루프를 돌게된다. 무한 루프는 무한히 반복하여 실행하기 때문에 언젠가는 while문을 빠져 나가기 위한 코드가 필요하다.

boolean run = true;
int speed = 0;
int keyCode = 0;

while(run){
    if(keyCode!=13 && keyCode!=10){ //키보드 Enter의 키코드(13,10)
        System.out.println("-----------------------");
        System.out.println("1.증속 | 2.감속 | 3.중지");
        System.out.println("-----------------------");
        System.out.print("선택: ");
    }

    keyCode = System.in.read(); //키보드의 키코드를 읽음

    if(keyCode == 49){          //키보드 1
        speed++;
        System.out.println("현재속도: " + speed);
    } else if(keyCode == 50){   //키보드 2
        speed--;
        System.out.println("현재속도: " + speed);
    } else if(keyCode == 51){   //키보드 3
        run = false;
    } 
}
System.out.println("프로그램 종료");

-----------------------
1.증속 | 2.감속 | 3.중지
-----------------------
선택: 1
현재속도: 1
-----------------------
1.증속 | 2.감속 | 3.중지
-----------------------
선택: 2
현재속도: 0
-----------------------
1.증속 | 2.감속 | 3.중지
-----------------------
선택: 3
프로그램 종료

실행결과

do-while문

do-while문은 조건식에 의해 반복 실행한다는 점에서는 while문과 동일하다. while문은 시작할 때 부터 조건식을 검사하여 블록 내부를 실행할지 결정하지만, 경우에 따라서는 블록 내부의 실행문을 우선 실행시키고 실행결과에 따라서 반복 실행을 계속할지 결정하는 경우도 발생한다. 이때 do-while문을 사용 할 수 있다. do-while문

//import java.util.Scanner;
System.out.println("메세지를 입력하세요");
System.out.println("프로그램을 종료하려면 q를 입력하세요.");

Scanner scanner = new Scanner(System.in);   
String inputString;

do{
    System.out.print("> ");
    inputString = scanner.nextLine();   //키보드로 입력한 문자열을 얻음
    System.out.println(inputString);
} while(!inputString.equals("q"));  //문자열 비교
System.out.println("프로그램 종료");

메세지를 입력하세요
프로그램을 종료하려면 q를 입력하세요.
> Hello~
Hello~
> nice to meet you!
nice to meet you!
> q
q
프로그램 종료

실행결과

break문

break문은 반복문인 for문, while문, do-while문을 실행 중지할 때 사용한다. 또한 switch문에서도 break문을 사용해서 종료한다.
break문

while(true){
    int num = (int)(Math.random()*6) + 1;   //1~6의 랜덤숫자
    System.out.println(num);    

    if(num == 6){
        break;      //while문 종료
    }
}
System.out.println("프로그램 종료");

5
1
6
프로그램 종료

실행결과

만약 반복문이 중첩되어 있을 경우 break문은 가장 가까운 반복문만 종료하고 바깥쪽 반복문은 종료시키지 않는다. 중첩된 반복문에서 바깥쪽 반복문까지 종료 시키려면 바깥쪽 반복문에 이름(라벨)을 붙이고 break 이름;을 사용하면 된다.
break Label

Outer: for(char upper='A'; upper<='Z'; upper++){
    for(char lower='a'; lower<='z'; lower++){
        System.out.println(upper + "-" + lower);
        if(lower=='d'){
            break Outer;
        }
    }
}
System.out.println("프로그램 종료");

A-a
A-b
A-c
A-d
프로그램 종료

실행결과

continue문

continue문은 반복문인 for문, while문, do-while문에서만 사용되는데, 블록내부에서 continue문이 실행되면 for문의 증감식 또는 while문, do-while문의 조건식으로 이동한다. continue

for(int i=1; i<=10; i++){
    if(i%2 != 0){   //홀수인 경우
        continue;
    }
    System.out.println(i);
}

2
4
6
8
10

실행결과


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