[Java] 선택문과 제어문

8 분 소요

Java언어에서 flow control을 담당하는 선택문과 제어문을 공부해보자!

과제 회고
자바의 기본적인 문법은 알고 있었지만, 속성식으로 빠르게 배웠기 때문에 깊이가 없다고 생각했다.
그래서 이번 과제의 목표를 다음과 같이 잡았다.

oracle documentation과 예제보고 키워드 사용법 제대로 이해하기
새롭게 업데이트 된 부분 공부하기

문서와 예제를 통해 공부를 하니까, 이미 알고있던 키워드도 더 잘 활용하는 방법을 배울 수 있었다.
또 새롭게 알게 된 내용도 많았다.

forEach 메서드
새로운 Switch문 사용법
- ->와 yield문 사용

배운 내용을 잘 활용하면, 좀 더 가독성 있는 코드를 짤 수 있을 거 같다.

프로그램의 흐름을 제어하는 선택문과 제어문

Java언어에서 프로그램의 흐름을 제어하기 위해서, 다음과 같은 키워드를 사용할 수 있다.

조건 확인 : if, else, switch
반복 사이클 생성 : while, for
사이클 제어 : break, continue

각 keyword의 쓰임을 예제를 통해 살펴보자.

1. if : 표현식이 참인지 판별

기본적인 형식은 다음과 같다.

if (표현식 expression){
	명령문 statement;
}

if는 표현식이 참인지를 판별하는 키워드이다.
만약 참이라면, 명령문이 실행된다.
명령문이 여러줄 인 경우, block을 사용하여 모든 명령문를 묶어준다.

예제1 : 생성한 난수가 양수인지 판별하기

package javastudy;

import java.util.Random;

public class IFStatement {

	public static void main(String[] args) {
		// TODO Auto-generated method stub
		
		Random r = new Random();
		int num = r.nextInt();
		
		if (num > 0) {
			//statement가 다수인 경우 블록을 사용
			System.out.println("생성한 ");
			System.out.println("난수가 ");
			System.out.println("양수입니다.");
			
		}
		
		//statement가 하나인 경우
		if (num > 0) System.out.println("양수라구요.");  
	}

}

2. else

else 키워드를 사용하여 간단한 분기문을 만들 수 있다.

if (expression){
	statement;
} else {
	statement2;
}

if 키워드의 표현식이 거짓인 경우, else 키워드 뒤의 명령문이 자동으로 실행된다.

예제2 : 생성한 난수가 양수인지 아닌지 판별하기

package javastudy;

import java.util.Random;

public class Branch {

	public static void main(String[] args) {
		// TODO Auto-generated method stub
		
		Random r = new Random();
		int num = r.nextInt();
		
		if (num > 0) {
			
			System.out.println("양수입니다.");
			
		}
		else {
			
			System.out.println("양수가 아닙니다.");
			
		}

	}

}

3. else if

else if를 사용하면 좀 더 복잡한 분기문을 만들 수 있다.

if (expression){
	statement;
} else if (expression2){
	statement2;
} else if (expression3){
	statement3;
}	.
	.
	.
else {
	statement10;
}

else if 키워드는 앞의 조건들이 모두 거짓일 경우에 또 다른 조건을 시험할 수 있는 키워드이다.
if나 else와 달리, 여러번 사용하여 분기를 만들 수 있다.

예제3 : 생성한 난수가 양수인지 0인지 음수인지 판별하기

package javastudy;

import java.util.Scanner;

public class MultipleBranches {

	public static void main(String[] args) {
		// TODO Auto-generated method stub

		System.out.println("숫자를 입력하세요:");

		Scanner sc = new Scanner(System.in);
		int num = sc.nextInt();

		if (num > 0) {
			
			System.out.println("양수입니다.");
			
		} else if (num == 0) {
			
			System.out.println("0 입니다.");
			
		} else {
			
			System.out.println("음수입니다.");
			
		}

	}

}

숫자를 입력하세요:
-3
음수입니다.

숫자를 입력하세요:
1
양수입니다.

숫자를 입력하세요:
0
0 입니다.

4. switch

switch는 선택을 제어하는 키워드이다.
여러가지 분기를 만들 수 있다는 점에서 if-else if와 유사하지만, 보다 간단하고 가독성이 높은 형태로 구현할 수 있다.

기본형태는 다음과 같다.

switch(domain){
	case 1:
		break;
	case 2:
		break;
		.
		.
		.
	default:
		break;
}

switch는 대괄호 안에 오는 변수나 표현식을 기준으로, 각 분기에 해당하는 값들을 비교한다.
case 키워드 뒤에 각 분기에 해당하는 값을 제시하고, 만약 변수 혹은 표현식이 해당 case의 값과 일치할 경우 case 뒤의 명령문이 실행된다.
일치 하는 값이 없을 경우에는 아무 명령문도 실행되지 않거나, default 옵션을 사용해서 일치하는 case가 없을 경우 실행할 명령문을 지정해 줄 수 있다.
각각의 분기는 break 키워드로 종료한다.
- break문이 없다면, 해당 case하단에 모든 case들이 실행된 후 종료된다.
여러가지 case를 그룹화하여 사용할 수 있다. (예제5)

예제4 : 국가 판별하기

package javastudy;

import java.util.Scanner;

public class SwitchStatement {

	public static void main(String[] args) {
		// TODO Auto-generated method stub
		
		System.out.println("도메인을 입력하세요:");
		
		Scanner sc = new Scanner(System.in);
		String domain = sc.nextLine().toLowerCase();
		
		switch (domain) {
		
			case "kr":
				System.out.println("대한민국");
				break;
				
			case "us":
				System.out.println("미국");
				break;
			
			case "cn":
				System.out.println("중국");
				break;
				
			case "jp":
				System.out.println("일본");
				break;
				
			default:
				System.out.println("알 수 없는 나라");
				break;
				
		}
	}
}

도메인을 입력하세요:
kr
대한민국

도메인을 입력하세요:
de
알 수 없는 나라

예제5 : 어느 구인지 판별하기

package javabasic;  
  
import java.util.Scanner;  
  
public class SwitchDemo2 {  
    public static void main(String[] args){  
        Scanner sc = new Scanner(System.in);  
  System.out.print("동을 입력하세요>>");  
  String district = sc.nextLine();  
  
 switch(district.trim()){  
            case "방배동": case "양재동": case "서초동":  
            case "반포동": case "잠원동":  
                System.out.println(district + " in 서초구");  
 break; case "합정동": case "망원동": case "연남동":  
            case "아현동": case "서교동":  
                System.out.println(district + " in 마포구");  
 break; default:  
                System.out.println("unknown");  
  }  
    }  
}

동을 입력하세요>>망원동
망원동 in 마포구

동을 입력하세요>>서교동
서교동 in 마포구

동을 입력하세요>>대학동
unknown

4.1. Java SE 12 switch expressions

References

자바 12에 break대신 yield문과 arrow를 사용한 switch문이 소개되었다.

yield : case의 결과로 반환하고 싶은 값이 있을 경우. yield를 사용한다.
->: :대신 사용할 수 있다.

예제6 : arrow 사용전후 코드 비교

	public enum Day { SUNDAY, MONDAY, TUESDAY, WEDNESDAY, THURSDAY, FRIDAY, SATURDAY; }  
  
    	// 기존의 switch문  
	  int numLetters = 0;  
	  Day day = Day.WEDNESDAY;  
	  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("Invalid day: " + day);  
	  }  
	   System.out.println(numLetters);  
    
   	// arrow 사용한 switch문  
	  Day day = Day.WEDNESDAY;  
	  System.out.println(  
	            switch (day) {  
			        case MONDAY, FRIDAY, SUNDAY -> 6;  
					case TUESDAY                -> 7;  
					case THURSDAY, SATURDAY     -> 8;  
					case WEDNESDAY              -> 9;  
					default -> throw new IllegalStateException("Invalid day: " + day);  
			  }  
);

예제7 : yield문을 사용하여 정수값을 반환

    Day day = Day.WEDNESDAY;
    // numLetters case문 실행 결과값 numLetter에 삽입
    int numLetters = switch (day) {
        case MONDAY:
        case FRIDAY:
        case SUNDAY:
            System.out.println(6);
            yield 6; // `월, 금, 일`인 경우 6을 yield하여 numLetter변수 초기화
        case TUESDAY:
            System.out.println(7);
            yield 7;// `화`인 경우 7을 yield하여 numLetter변수 초기화
        case THURSDAY:
        case SATURDAY:
            System.out.println(8);
            yield 8; // `목,토`인 경우 8을 yield하여 초기화
        case WEDNESDAY:
            System.out.println(9);
            yield 9;
        default:
            throw new IllegalStateException("Invalid day: " + day);
    };
    System.out.println(numLetters);

5. while

while은 대괄호 안에 주어진 boolean값의 상태에 따라, 반복을 제어할 수 있는 키워드이다.

기본형태는 다음과 같다.

while (표현식 expression){
	명령문 statement;
}

표현식이 참인 경우 명령문을 계속해서 수행한다.

예제8 : 더하기 연산 반복하기

package javastudy.fourth;

public class WhileStatement {

	public static void main(String[] args) {
		// TODO Auto-generated method stub

		int i = 0;
		int sum = 0;

		while (i < 10) {

			i++;
			sum += i;
			System.out.println("i : " + i);
			System.out.println("sum : " + sum + "\n");

		}
	}
}

i : 1
sum : 1

i : 2
sum : 3
...
i : 9
sum : 45

i : 10
sum : 55

6. do while

do while은 while문의 방식을 살짝 수정해서 사용할 수 있는 키워드이다.

명령문이 최소 1번 실행된 후에, while문 뒤에 있는 표현식을 확인하여 반복여부를 결정한다.

예제9 : 횟수 카운팅하기

package javastudy.fourth;

public class DoWhile {

	public static void main(String[] args) {
		// TODO Auto-generated method stub
		
		int count = 0;
		
		do {
			
			System.out.println("횟수 : " + count);
			
		} while (count != 0);//expression이 false이므로 break

	}

}

횟수 : 0

7. for

for은 반복할 횟수가 주어져 있을 경우 반복을 제어할 수 있는 키워드이다.

기본형태는 다음과 같다.

for (카운팅 변수 초기화; 표현식 ; 명령문) {
    statement;
}
//예시
for (int i = 0; i < 10 ; i++) {
    System.out.println(i);
}

for는 기본적으로 4단계의 과정을 거친다.

변수 초기화 -> 표현식 참/거짓 확인 -> statement 실행 -> 괄호 안의 statement 실행

int i = 0 : 카운팅 변수 i를 0으로 초기화
- 이 단계는 오직 한번만 시행된다.
i < 10 : 해당 조건이 참인지를 판별한다.
- 참일 경우 다음 단계로 넘어가고,
- 거짓일 경우 반복문에서 나간다.
System.out.println(i) : for가 감싸고 있는 명령문을 실행한다.
i++ : 괄호 안의 변수 i를 1 증가시키는 명령을 시행한다.

2단계의 조건이 거짓이 될 때까지 시행을 반복한다.

예제 10 : 배열 원소 출력하기

package javastudy.fourth;

public class ForStatement {

	public static void main(String[] args) {
		// TODO Auto-generated method stub

		String[] ch = { "내", " ", "이", "름", "은", " ", "이", "효", "리", "\n" };

		for (int i = 0; i < ch.length; i++) {

			System.out.print(ch[i]);

		}

		System.out.print("거꾸로 해도 ");

		for (int i = ch.length - 1; i >= 0; i--) {

			System.out.print(ch[i]);

		}

	}

}

내 이름은 이효리
거꾸로 해도 
리효이 은름이 내

괄호 안에 2개 이상의 명령문을 사용할 수도 있다

예제 11 : 난수의 합 구하기

for문의 각 시행마다 i++과 sum += num 연산을 함께한다.
block안에 sum을 구하는 명령문을 따로 넣을 필요 없이, 괄호 안에서 연산할 수 있다.

package javastudy.fourth;

import java.util.Arrays;
import java.util.Random;

public class ForStatement2 {

	public static void main(String[] args) {
		// TODO Auto-generated method stub

		Random r = new Random();

		int[] values = new int[10];
		int num;
		int sum = 0;

		for (int i = 0; i < 10; i++, sum += num) {// i++, sum += num

			num = r.nextInt(10);// 10 아래의 난수를 생성
			values[i] = num;// 배열의 각 방에 초기화

		}

		System.out.println(Arrays.toString(values));
		System.out.println("합은 " + sum + "입니다");

	}

}

[6, 8, 5, 7, 2, 8, 2, 2, 0, 5]
합은 45입니다

배열의 원소를 하나씩 빼오는 형태로 사용할 수도 있다.

예제 12 : 배열 원소 출력하기

package javastudy.fourth;

public class ForStatement3 {

	public static void main(String[] args) {
		// TODO Auto-generated method stub
		
		String[] str = { "내", " ", "이", "름", "은", " ", "이", "효", "리", "\n" };

		for (String s : str) {

			System.out.print(s);

		}

	}

}

(추가1) 무한루프

// infinite loop
for ( ; ; ) {
    
    // your code goes here
}

(추가2) forEach 메서드

// 기존의 forEach문
for (String name : names) {
	System.out.println(name);
}
// arrow를 사용하는 새로운 forEach 함수
names.forEach( name -> { // name 배열을 순회하며 꺼내온 값을 `name` 변수에 삽입하고, 매 시행마다 블럭을 실행
	System.out.println(name);
});

8. break

break는 반복을 종료할 수 있는 키워드이다.

while, for, switch와 함께 쓰인다.

예제13 : 특정숫자일 경우 반복 종료하기

package javastudy.fourth;

import java.util.Random;

public class BreakStatement {

	public static void main(String[] args) {
		// TODO Auto-generated method stub
		
        Random random = new Random();

        while (true) {

            int num = random.nextInt(50);
            System.out.print(num + " ");

            if (num == 22) {

                break;//while문을 빠져나간다
            }
        }

        System.out.print('\n');

	}

}

20 19 46 49 16 49 18 6 47 31 38 38 31 24 36 33 43 37 9 22

9. continue

continue는 반복 중 특정 조건하에서 명령문 실행을 skip할 수 있는 키워드 이다.

for, while과 함께 쓰인다.

예제14 : 홀수만 출력하기

package javastudy.fourth;

public class ContinueStatement {

	public static void main(String[] args) {
		// TODO Auto-generated method stub

		int num = 0;

		while (num < 30) {
			
			num++;
			
			if ((num % 2) == 0) {//짝수일 경우 뒤의 명령은 시행하지 않는다
				
				continue;
				
			}

			System.out.println(num + " ");
		}

		System.out.println('\n');

	}

}

...

References

http://zetcode.com/lang/java/flow/

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[Java] 선택문과 제어문

목차

프로그램의 흐름을 제어하는 선택문과 제어문

1. if : 표현식이 참인지 판별

2. else

3. else if

4. switch

4.1. Java SE 12 switch expressions

5. while

6. do while

7. for

8. break

9. continue

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참고

[Java] 자바의 어노테이션(Annotation)

[Java] 자바의 열거형(Enum)

[Java] 자바의 멀티 스레드 프로그래밍

[Java] 자바의 예외