[Java 자바] 3. 연산자 ② 이항 연산자, 삼항 연산자

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3-4. 이항 연산자

: 피연산자가 두 개인 연산자

3-4-1. 산술 연산자 ( +, -, * , /, % )

연산식			설명
피연산자	+	피연산자	덧셈 연산
피연산자	-	피연산자	뺄셈 연산
피연산자	*	피연산자	곱셈 연산
피연산자	/	피연산자	좌측 피연산자를 우측 피연산자로 나눗셈 연산
피연산자	%	피연산자	좌측 피연산자를 우측 피연산자로 나눈 나머지를 구하는 연산

🎉 산술연산자는 피연산자들의 타입이 동일하지 않을 경우, 아래 규칙에 따라 피연산자의 타입을 일치 시킨 후 연산 수행
⓵ 피연산자들이 모두 정수 타입이고, int 타입보다 크기가 작을 경우 모두 int 타입으로 변환 후 int 타입으로 산출
    ex) byte + byte -> int + int = int
⓶ 피연산자들이 모두 정수 타입이고, long 타입이 있을 경우 모두 long 타입으로 변환 후 long 타입으로 산출
    ex) int + long -> long + long = long
⓷ 피연산자 중 실수 타입(float, double)이 있을 경우, 크기가 큰 실수 타입으로 변환 후 연산 및 해당 실수 타입으로 산출
    ex) int + double -> double + double = double
[ ❗️Syntax Alert] 산술연산자 규칙에 따른 산출 타입을 지켜주지 않으면 컴파일 에러 발생
- char 타입을 연산할 경우에도 int 값으로 반환하기 때문에 주의! 

byte b1 = 1;
byte b2 = 2;
byte sumByte = b1 + b2;   // int로 변환되어 산술되고 int값으로 산출되기 때문에 컴파일 에러 발생

// int, double 연산 
int int1 = 10;
int int2 = 4;
int result1 = int1 / int2;			// 2 출력
double result2 = int1 / int2;			// 2.0 출력(연산 후에 2를 실수화하기 때문에)
double result3 = (double)int1 / int2;		// 2.5 출력(피연산자 중 하나라도 double이어야 함)

// char 연산
char c1 = 'A';
char c2 = 'B';
int i1 = 2;
System.out.println(c1 + c2);			// 아스키코드값 65 + 66 = 131 출력 
System.out.println(c1 + i1);			// 아스키코드값 65 + 2 = 67 출력
char c3 = (char)(c1 + i1);
System.out.println(c3);				// C 출력, 타입 변환을 통해 char형 반환 가능

[ 오버플로우 ]

- 데이터타입을 초과하는 값이 입력될 경우, 데이터 손실이 발생한다.
- 이후, 이런 것을 방지하기 위해 try catch 구문을 통해 오버플로우를 탐지하여 예외처리 할 수 있다.

public class OverflowExample {
	public staic void main(String[] args) {
    	int x = 1_000_000;
        int y = 1_000_000;
        int z = x * y;       // long으로 받아야 함. int로 받을 경우 값 손실 발생
        System.out.println(z);
    }
}

[ 부동소수점 ]

- 정확한 계산을 할 때는 int 타입을 활용하여 계산하는 것이 좋다.

- double 형태를 사용할 경우 부동소수점에 의해 계산에 있어 오차가 발생한다.

(부동소수점이 발생하는 이유: 컴퓨터는 2진수로만 값을 표현하기 때문에 변환 과정에서 오차가 발생)

// double 사용시
int i1 = 1;
double d1 = 0.1;
int i2 = 7;

double result = i1 - (d1 * i2);   // 0.29999999999999993 출력

[ NaN과 Infinity 연산 ]

- / 또는 % 연산자 사용시 좌측 피연산자가 정수 타입일 경우 우측 피연산자는 0을 사용할 수 없다.

5 / 0    // ArithmeticException 예외 발생
5 % 0    // ArithmeticException 예외 발생

- 실수 타입인 0.0 또는 0.0f로 나눌 경우 예외가 아닌 Infinity 또는 NaN 이 출력된다.

5 / 0.0    // Infinity, 실수 값을 0으로 나누면 무한히 나누어질 수 있기 때문에 Infinity 출력
5 % 0.0    // NaN, 존재하지 않고, 숫자가 아니기 때문에 NaN(Not a Number) 출력

// 프로그램에서 연산의 결과가 Infinity or NaN인지 확인하는 법
// Double.isInfinite(변수) , Double.isNaN(변수)
// 이를 활용해 이후 Double 타입의 인풋을 받을 경우, 입력 값에 오류가 없는지 점검할 수 있다.
int x = 5;
double y = 0.0;
double z1 = x / y;
double z2 = x % y;

if(Double.isInfinite(z1) || Double.isNaN(z2)) {
	System.out.println("값 산출 불가");
} else {
	System.out.println(z1 + z2);
}

3-4-2. 문자열 연결 연산자 ( + )

: 문자열을 서로 결합하는 연산자

[ ❗️Syntax Alert] 문자열과 숫자가 혼합된 + 연산식은 피연산자의 위치에 따라 값이 달라질 수 있음.

"Java" + "3.0";		// Java3.0 출력
"Java" + 1 + 2.0;	// Java12.0 출력
1 + 2.0 + "Java";	// 3.0Java 출력

3-4-3. 비교 연산자 ( <, <=, >, >=, ==, != )

: 대소 또는 동등 관계를 비교하여 boolean 타입인 true/false를 산출

구분	연산식			설명
동등비교	피연산자1	==	피연산자2	두 피연산자의 값이 같은지 검사
	피연산자1	!=	피연산자2	두 피연산자의 값이 다른지 검사
크기 비교	피연산자1	>	피연산자2	피연산자1이 큰지를 검사
	피연산자1	>=	피연산자2	피연산자1이 크거나 같은지를 검사
	피연산자1	<	피연산자2	피연산자1이 작은지를 검사
	피연산자1	<=	피연산자2	피연산자1이 작거나 같은지를 검사

- 비교연산자도 연산을 수행하기 위해 피연산자의 타입을 일치시키기 위한 타입 변환이 자동으로 일어난다.

'A' == 65;	// true, char타입을 int타입으로 변환
3 == 3.0;	// true, int타입을 double타입으로 변환


// 예외! 
// 0.1f는 이진 포맷의 가수를 사용하는 부동소수점 타입으로 0.1의 근사값으로 표현되어 0.1보다 큰 값이 됨 
0.1 == 0.1f;	// false

// 이를 계산하기 위해서는, double 타입을 강제로 타입 변환을 하여 연산하거나 int로 변환하여 비교해야 함
(float)0.1 == 0.1f;			// true
(int)(0.1*10) == (int)(0.1f*10);	// true

- String 타입 동등비교시에는 equals() 메소드를 사용하는 것이 좋다.

- 동등비교부호로 비교시에는 같은 값이나 false 값이 출력될 수도 있다.

String str1 = "테스트";
String str2 = "테스트";
String str3 = new String("테스트");

str1 == str2;		// true	(동일 참조값이므로 true)
str1 == str3;		// false
// new로 생성한 새로운 String 객체의 경우 다른 참조값을 생성하기 때문에 str1, str2와는 다른 참조값임

// 따라서, string의 문자열만 비교하고 싶다면 equals() 메소드를 사용해야 한다.
str1.equals(str2);	// true
str1.equals(str3);	// true

3-4-4. 논리 연산자 ( &&, ||, &, |, ^, !)

- 논리 연산자의 피연산자는 boolean 타입만 사용 가능

구분	연산식			결과	설명
AND (논리곱)	true	&& 또는 &	true	true	피연산자가 모두 true일 경우에만 연산 결과가 true * &&는 앞의 값만 보고 결론이 나면 다음 피연산자는 계산하지 않음 * &은 두 피연산자를 모두 평가하여 결과 산출
	true		false	false
	false		true	false
	false		false	false
OR (논리합)	true	|| 또는 |	true	true	피연산자 중 하나만 true이면 연산 결과는 true * ||, |도 &&, &와 같음
	true		false	true
	false		true	true
	false		false	false
XOR (배타적 논리합)	true	^	true	false	피연산자가 하나는 true, 다른 하나가 false일 경우에만 연산 결과는 true
	true		false	true
	false		true	true
	false		false	fakse
NOT (논리부정)		!	true	false	피연산자의 논리값을 바꿈
			false	true

3-4-5. 비트 연산자 ( &, |, ^, ~, <<, >>, >>>)

- 비트 연산자는 데이터를 비트 단위로 연산한다. 즉, 0과 1이 피연산자가 된다.

- 따라서 정수 타입만 비트 연산을 할 수 있으며, double, float 타입은 연산이 불가하다.

[ 비트 논리 연산자 ( &, |, ^, ~) ]

구분	연산식			결과	설명
AND (논리곱)	1	&	1	1	두 비트 모두 1일 경우에만 연산 결과가 1
	1		0	0
	0		1	0
	0		0	0
OR (논리합)	1	|	1	1	두 비트 중 하나만 1이면 연산 결과는 1
	1		0	1
	0		1	1
	0		0	0
XOR (배타적 논리합)	1	^	1	0	두 비트 중 하나는 1이고 다른 하나가 0인 경우 연산 결과 1
	1		0	1
	0		1	1
	0		0	0
NOT (논리부정)		~	1	0	보수
			0	1

[ ❗️Syntax Alert] 비트연산자는 피연산자를 int 타입으로 자동 타입 변환후 연산 수행하므로, 결과는 int 타입으로 반환된다.

⓵ & (AND) 연산

⓶ | (OR) 연산

⓷ ^ (XOR) 연산

⓸ ~ (보수)

[ 비트 이동 연산자 ( <<, >>, <<< ) ]

구분	연산식			설명
이동 (Shift)	a	<<	b	정수 a의 각 비트를 b만큼 왼쪽으로 이동 (빈자리는 0으로 채워진다.)
	a	>>	b	정수 a의 각 비트를 b만큼 오른쪽으로 이동 (빈자리는 정수 a의 최상위 부호 비트와 같은 값으로 채워진다.)
	a	>>>	b	정수 a의 각 비트를 b만큼 오른쪽으로 이동 (빈자리는 0으로 채워진다.)

result = 16

result = -1

result = 536870911

3-4-6. 대입 연산자 ( =, +=, -=, *=, /=, %=, &=, ^=, |=, <<=, >>=, >>>= )

: 대입 연산자는 오른쪽 피연산자의 값을 좌측 피연산자인 변수에 저장

구분	연산식			설명
단순 대입 연산자	변수	=	피연산자	우측의 피연산자의 값을 변수에 저장
복합 대입 연산자	변수	+=	피연산자	변수 = 변수 + 피연산자
	변수	-=	피연산자	변수 = 변수 - 피연산자
	변수	*=	피연산자	변수 = 변수 * 피연산자
	변수	/=	피연산자	변수 = 변수 / 피연산자
	변수	%=	피연산자	변수 = 변수 % 피연산자
	변수	&=	피연산자	변수 = 변수 & 피연산자
	변수	|=	피연산자	변수 = 변수 | 피연산자
	변수	^=	피연산자	변수 = 변수 ^ 피연산자
	변수	<<=	피연산자	변수 = 변수 << 피연산자
	변수	>>=	피연산자	변수 = 변수 >> 피연산자
	변수	>>>=	피연산자	변수 = 변수 >>> 피연산자

[ ❗️Syntax Alert] 대입연산자는 모든 연산자들 중에서 가장 낮은 연산 순위로, 제일 마지막에 수행

- 대입연산자는 연산의 진행 방향이 오른쪽에서 왼쪽으로, a = b = c = 5; 는 다음 순서로 진행.

3-5. 삼항 연산자

- 세 개의 피연산자를 필요로 하는 연산자

- ? 앞의 조건식에 따라 콜론(:) 앞 뒤의 피연산자가 선택된다고 해서 조건연산식이라고도 불림

- if 문으로 변경 사용 가능하나, 한 줄에 간단하게 작성할 때 사용하면 유용

// 문법
// 조건식 ? true일때실행할코드 : false일때실행할코드

int score = 95;
char grade = (score > 90) ? 'A' : 'B';