💡해당 게시글은 방송통신대학교 김희천 교수님의 'Java 프로그래밍' 강의를 개인 공부 목적으로 메모하였습니다.

학습 개요

java.lang패키지에 존재하는 기본 클래스에 관해 살펴봄
모든 클래스의 조상 클래스인 Object클래스와 문자열을 표현하는 String클래스를 학습함
StringBuffer클래스의 용도와 기본형을 참조형으로 표현하고자 할 때 필요한 포장 클래스, 그리고 표준 입력과 표준 출력 스트림을 제공하는 System클래스에 관해 학습함

학습 목표

Object클래스가 제공하는 메소드의 기능을 설명할 수 있음
String과 StringBuffer클래스를 적절히 사용할 수 있음
기본형, String 및 포장 클래스 간의 형 변환 방법을 설명할 수 있음
System클래스를 사용할 수 있음

강의록

`Object`클래스

`java.lang`패키지

자바 프로그래밍에 필요한 기본 클래스를 제공
- java.lang패키지에 존재하는 클래스를 사용할 때는 import문이 필요 없음
주요 클래스
- Object, System, Math
- String, StringBuffer
- Process, Thread
- Exception, Throwable, Error
- 포장 클래스
  - Number, Integer, Double, Character, Boolean등

`Object`클래스와 주요 메소드

자동으로 모든 클래스의 조상이 되는 클래스
- 클래스 계층 구조에서 루트가 되는 클래스
- 모든 클래스는 자동으로 Object클래스 상속 받음
주요 메소드
- 객체를 복제하여 반환
  1 protected Object clone()
- 같은 객체인지 참조 값으로 비교
  1 public boolean equals(Object obj)
- 객체를 식별하는 정수 값을 반환
  1 public int hashCode()
- 객체를 문자열로 반환
  1 public String toString()

`Object`클래스의 `toString()`메소드

객체의 문자열로 표현하여 반환함
- 클래스이름@16진수해시코드로 표현
문자열의 +연산 또는 System.out.print()등에서 필요함
자식 클래스에서 재정의할 수 있음
- String, Integer클래스 등에서 재정의되어 있음

toString()메소드의 사용

  
  class MyClass1 {
  }

  
  class MyClass2 extends Object {
      public String toString() { 
          return "This MyClass2 class"; 
      }
  }

  
  public class MyClass3 {
      public static void main(String args[]) {
          MyClass1 my_class1 = new MyClass1();
          MyClass2 my_class2 = new MyClass2();

          System.out.println(my_class1);
          System.out.println(my_class1.toString());
          System.out.println(my_class2);
          System.out.println(my_class2.toString());

      }
  }
    
  // MyClass1@762efe5d
  // MyClass1@762efe5d
  // This MyClass2 class
  // This MyClass2 class

`Object`클래스의 `equals()`메소드

Object클래스에서 equals()의 의미
- obj1.equals(obj2)의 결과는 (obj1 == obj2)와 같음
두 객체 변수를 비교해서 변수가 가리키는 객체의 참조 값이 같을 때 true를 반환
자식 클래스에 재정의할 수 있음
- String, Integer클래스 등에서 재정의 되어있음

참조 값이 아닌 객체의 유형과 저장된 데이터 값을 비교함

  
  Integer x = new Integer(5);
  Integer y = new Integer(10);
  Integer a = 5; 
  Short b = 5;

  
  System.out.println(x.equals(y)); // false
  System.out.println(x.equals(a)); // true
  System.out.println(x.equals(b)); // false
    
  System.out.println(x == y); // false
  System.out.println(x == a); // true
  // System.out.println(a == b); // 컴파일 오류

`Object`클래스의 `clone()`메소드

객체를 복제하여 리턴함
Cloneable인터페이스를 구현한 클래스의 객체만 clone()메소드를 호출할 수 있음
- 예외(CloneNotSupportedException) 처리를 해주어야함

복제 가능한 사용자 클래스의 정의

  
  class Box implements Cloneable {
      private int width, height;

      public Box(int w, int h) {
          width = w; 
          height = h;
      }
        
      public int width() { 
          return width; 
      }
        
      public int height() { 
          return height; 
      }
        
      public Object clone() {
          try {
              return super.clone();
          } catch (CloneNotSupportedException e) {
              return null;
          }
      }
  }

  
  public class Main {
      public static void main(String args[]) {
          Box b1 = new Box(20, 30);
          Box b2 = (Box) b1.clone();
          System.out.println(b2.width()); //20
          System.out.println(b2.height()); //30

          System.out.println(b1);
          System.out.println(b2);
      }
  }
    
  // 20
  // 30
  // Box@28a418fc
  // Box@5305068a

`Object`클래스의 `getClass()`메소드

현재 객체의 유형, 즉 클래스 정보를 가진 Class객체를 리턴함

Class클래스는 클래스의 정보 확인을 위한 메소드를 제공

  
  public class Main {
      public static void main(String args[]) {
          Box box = new Box(20, 30);
          Class c = box.getClass();
            
          String class_name = c.getName();
          String super_class = c.getSuperclass().getName();
            
          Field []fields = c.getDeclaredFields();
          Method []methods = c.getDeclaredMethods();
            
          System.out.println("클래스 이름 : " + class_name);
          System.out.println("슈퍼 클래스 이름 : " + super_class);
          System.out.println("필드 목록");
          for(int i = 0; i < fields.length; i++ )
              System.out.println(fields[i]);
                    
          System.out.println("메소드 목록");
          for(int i = 0; i < methods.length; i++)
              System.out.println(methods[i]);
      }
  }
    
  // 클래스 이름 : Box
  // 슈퍼 클래스 이름 : java.lang.Object
  // 필드 목록
  // private int Box.width
  // private int Box.height
  // 메소드 목록
  // public int Box.width()
  // public int Box.height()

`String`클래스

`String`클래스와 생성자

문자열을 표현하고 처리하기 위한 클래스

  
  String s1 = new String("Java"); // 객체를 생성

String클래스는 기본 자료형처럼 사용될 수 있음
1 String s2 = "Java"; // 리터럴을 대입
- 같은 리터럴은 1개만 만들어져 공유됨
String객체는 내용이 변하지 않는(immutable) 상수 객체

생성자

빈 문자열 객체 생성
1 public String()

  
  public String(String original)

  
  public String(char[] value)

  
  public String(char[] value, int offset, int count)

문자열의 비교

주요 메소드
- compareTo메소드
  1 int compareTo(String anotherString)
- 두 문자열이 같으면 0을 리턴하고, 다르면 0이 아닌 정수 값을 리턴함
compareToIgnoreCase메소드
1 int compareToIgnoreCase(String anotherString)
- 대소문자를 무시하고 비교
equals메소드
1 boolean equals(Object anObject)
- 두 문자열을 비교하여 같으면 true를 리턴하고 다르면 false를 리턴함
equalsIgnoreCase메소드
1 boolean equalsIgnoreCase(String anotherString)
- 대소문자를 무시하고 비교

  
String s1 = "Java";
String s2 = "Java";
String s3 = new String("Java");
String s4 = new String("Java");

문자열의 검색

주요 메소드
- indexOf메소드
  - 처음 위치부터 문자열 str을 찾아 처음 등장하는 위치(인덱스)를 리턴, 없으면 -1을 리턴함
    1 int indexOf(String str)
    1 System.out.println("hamburger".indexOf("urge"));
  - fromIndex 위치부터 문자열 str을 찾아 처음 등장하는 위치(인덱스)를 리턴하며, 없으면 -1을 리턴함
    1 int indexOf(String str, int fromIndex)
- lastIndexOf메소드
  1 int lastIndexOf(String str), int lastIndexOf(String str, int fromIndex)
  - 마지막 위치부터 앞 방향으로 찾음

문자열의 추출 메소드

주요 메소드
- charAt메소드
  - index 위치에 있는 문자를 리턴 함
    1 char charAt(int index)

substring메소드

beginIndex 위치부터 마지막까지의 문자열을 리턴 함

  
  String substring(int beginIndex)
  System.out.println("hamburger".substring(3));

substring메소드
- beginIndex 위치부터 (endIndex - 1)까지의 문자열을 리턴 함
  1 String substring(int beginIndex, int endIndex)

문자열의 변환

원본 문자열은 변경되지 않고 새로운 객체가 만들어짐
주요 메소드
- replace메소드
  1 String replace(char oldChar, char newChar)
  - oldChar 문자를 newChar 문자로 변환하여 리턴 함
- trim메소드
  1 String trim()
  - 문자열 앞과 뒤에 나오는 화이트 스페이스 문자를 제거하여 리턴 함
- toUpperCase메소드
  1 String toUpperCase()
  - 모든 문자를 대문자로 변환하여 리턴 함
- toLowerCase메소드
  1 String toLowerCase()
  - 모든 문자를 소문자로 변환하여 리턴 함
- concat메소드
  1 String concat(String str)
  - 두 문자열을 연결하여 리턴 함

다른 자료형을 문자열로 변환하는 메소드

문자열의 변환

  
  public class Main {
      public static void main(String args[]) {
          System.out.println(String.valueOf(123));
          System.out.println(String.valueOf(5 > 3));
          System.out.println(String.valueOf(3.0));
          System.out.println(String.valueOf('c'));
          int[] a = new int[5];
          System.out.println(String.valueOf(a));

          char[] b = { 'J', 'a', 'v', 'a' };
          System.out.println(String.valueOf(b));
      }
  }
    
  // 123
  // true
  // 3.0
  // c
  // [I@7de26db8
  // Java

기타 메소드

startsWith메소드
1 boolean startsWith(String prefix)
- prefix로 시작하면 true를 리턴 함
endsWith메소드
1 boolean endsWith(String suffix)
- suffix로 끝나면 true를 리턴 함
toCharArray메소드
1 char[] toCharArray()
- 문자 배열로 변환하여 리턴 함

`StringBuffer`클래스

`StringBuffer`클래스와 생성자

객체 생성 이후 문자열을 변경할 수 있는 클래스
- StringBuffer는 내용 변경이 가능한 mutable 클래스
내부적으로 문자열을 저장하기 위해 크기가 조절되는 버퍼를 사용함

생성자

  
  StringBuffer() // 초기 버퍼의 크기는 16

  
  StringBuffer(int length)

  
  StringBuffer(String str) // 초기 버퍼의 크기는 (str의 길이+16)

`StringBuffer`클래스의 주요 메소드

주요 메소드

  
  StringBuffer s1 = new StringBuffer("start");
    
  System.out.println(s1.capacity()); // 21
  System.out.println(s1.length()); // 5
  System.out.println(s1.append("le")); // startle

capacity메소드
1 int capacity()
- 버퍼의 크기를 리턴 함
length메소드
1 int length()
- 문자열의 길이를 리턴 함
charAt메소드
1 char charAt(int index)
- index 위치의 문자를 리턴 함
indexOf메소드
1 int indexOf(String str)
- str로 시작하는 첫 위치를 리턴 함
substring메소드
1 String substring(int start, int end)
- start 위치부터 (end - 1) 위치 까지의 문자열을 리턴 함
append메소드
1 StringBuffer append(char c)
- 문자 c를 추가한 StringBuffer객체를 리턴 함
delete메소드
1 StringBuffer delete(int start, int end)
- start 위치에서 (end - 1)까지의 문자열을 삭제

insert메소드

  
  StringBuffer insert(int offset, String s)

offset 위치부터 s를 삽입

replace메소드
1 StringBuffer replace(int start, int end, String s)
- start 위치부터 (end - 1)까지의 문자열을 s로 교체
reverse메소드
1 StringBuffer reverse()
- 문자열을 역순으로 변경

`String`클래스를 사용할 때의 문제점

문자열을 빈번하게 변경하는 프로그램에서 메모리 낭비 문제
- String은 immutable 클래스
- 기존 객체는 놔둔 채 새로운 String 객체가 계속 생성되어 실행이 느려짐

ex) String클래스의 메모리 낭비

  
  public class Main {
      public static void main(String args[]) {
          final String aValue = "abcde";
          String str = new String();
    
          for (int i = 0; i < 1000; i++)
              str = str + aValue;
          System.out.println(str);
      }
  }

`StringBuffer`클래스와 `StringBuilder`클래스의 사용

String과 StringBuffer및 StringBuilder클래스의 비교

  
  final String tmp = "abcde"; 
  long start, end;
    
  String str = new String();
  StringBuffer sb1 = new StringBuffer();
  StringBuilder sb2 = new StringBuilder();
    
  start = System.nanoTime();
  for(int i = 0; i < 10000; i++) str = str + tmp;
  end = System.nanoTime();
    
  System.out.println((end-start)/1000000.0 +" msecs");
    
  start = System.nanoTime();
  for(int i = 0; i < 10000; i++) sb1.append(tmp);
  end = System.nanoTime();
    
  System.out.println((end-start)/1000000.0 +" msecs");
    
  start = System.nanoTime();
  for(int i = 0;i < 10000; i++) sb2.append(tmp);
  end = System.nanoTime();
    
  System.out.println((end-start)/1000000.0 +" msecs");
    
  // 88.3837 msecs
  // 1.2864 msecs
  // 1.2675 msecs

포장 클래스

포장 클래스란

기본형을 참조형으로 표현하기 위한 클래스
- 기본형과 상응하는 객체 사이의 형변환(박싱 또는 언박싱) 기능 제공
- 기본형과 String사이의 형변환 기능 제공
  구분 정수형 정수형 정수형 정수형 실수형 실수형 문자형 논리형
  기본형 byte short int long float double char boolean
  참조형 Byte Short Integer Long Float Double Character Boolean
- 사용 목적
  - 메소드의 인자로 객체가 필요할 때
  - Number의 자식 포장 클래스가 제공하는 상수를 사용할 때
    - Integer.MIN_VALUE, Integer.MAX_VALUE등
  - 클래스가 제공하는 다양한 메소드를 사용할 때

`Number`클래스

Number는 숫자를 표현하는 포장 클래스인 Byte, Short, Integer, Long, Float, Double의 추상 부모 클래스
Number의 자식 클래스에서 구현된 주요 메소드
- doubleValue메소드
  1 double doubleValue()
  - Double객체를 double 값으로 변환
  - unboxing
- toString메소드
  1 String toString()
  - Double객체를 String으로 변환
- valueOf메소드(double)
  1 static Double valueOf(double)
  - double 값을 Double객체로 변환
  - boxing
- toString메소드(double)
  1 static String toString(double)
  - double 값을 String으로 변환
- valueOf메소드(string)
  1 static Double valueOf(String)
  - String을 Double객체로 변환
- parseDouble메소드(string)
  1 static double parseDouble(String)
  - String을 double 객체로 변환
- compareTo메소드
  1 int compareTo(Byte anotherByte)
  - 인자와 비교하여, 숫자가 같으면 0을 리턴
- equals메소드
  1 boolean equals(Object obj)
  - 같은 유형이고, 값이 같으면 true를 리턴

`String`과 기본형 데이터 간의 변환

포장 클래스가 제공하는 static메소드를 사용함

String을 int(또는 long)형으로 변환하는 경우

  
  int n = Integer.parseInt("123");
  long l = Long.parseLong("1234");

int형(또는 long)을 String형으로 변환하는 경우

  
  String s1 = Integer.toString(4);
  String s2 = Long.toString(5l);
  String s3 = String.valueOf(123);

`Integer`클래스

Integer, String, int사이의 변환 기능을 제공
다른 클래스들도 유사한 기능을 제공함

주요 메소드

  
  static int parseInt(String s) // String을 int로
  static String toString(int i) // int를 String으로
  static Integer valueOf(int i) // int를 Integer로
  static String toString() // Integer를 String으로
  static Integer valueOf(String s) // String을 Integer로

박싱

기본형 데이터를 포장 클래스의 객체로 변환하는 것

ex) double 값을 Double객체로 변환

  
  Double radius = new Double(2.59); // 생성자 사용, 옛날 방식

  
  Double radius = Double.valueOf(10.4); // valueOf() 사용

  
  Double radius = 2.59; // 자동 boxing

자동 박싱
- 기본형에서 포장 클래스의 객체로 자동 변환되는 것
- 인자에 전달되거나 변수에 대입 될 때 적용 됨

언박싱

포장 클래스의 객체를 기본형 데이터로 변환하는 것
포장 클래스에서 기본형 Value()메소드를 사용

ex)

  
  // radius는 Double형 객체라 가정
  double r = radius.doubleValue(); // 객체.기본형Value()
  double r = radius; // 자동 unboxing
  System.out.println(Integer.valueOf(3) % 2); // 자동 unboxing

자동 언박싱
- 포장 클래스의 객체에서 기본형으로 자동 변환되는 것
- 인자에 전달되거나 변수에 대입 될 때 적용됨

`System`클래스

Java 플랫폼 및 시스템과 관련된 기능 제공
- 유용한 클래스 필드와 메소드를 가짐
- 모든 멤버는 static, 사용할 때 생성할 필요 없음
주요 기능
- 표준 입출력 객체를 제공
- JVM 또는 운영체제 속성과 시스템 환경 변수의 사용과 제어
- 배열 복사, 시간 조회
- 프로그램의 제어 등

`System`클래스의 표준 입출력 필드

System.in
- 표준 입력 스트림으로 InputStream유형
- 키보드로부터 입력을 받을 때 사용
  - System.in.read()는 키보드로부터 1바이트 문자를 입력 받음
System.out
- 표준 출력 스트림으로 PrintStream유형
- 화면에 데이터를 출력할 때 사용
System.err
- 표준 에러 출력 스트림으로 PrintStream유형
- 오류 메시지를 화면에 출력할 때 사용

키보드로부터 문자 입력 받기

표준 입력을 사용하여 문자 입력 받기

  
  import java.io.*;
    
  public class Main {
      public static void main(String args[]) throws IOException {
          char cInput = 0;
          int i;
          System.out.print("Input a character: ");
          cInput = (char) System.in.read();
          System.out.println(cInput);
            
          i = System.in.read();
          System.out.println(i);
            
          i = System.in.read();
          System.out.println(i);
          System.out.println(System.in.available());
      }
  }
    
  // Input a character: a
  // a
  // 13
  // 10
  // 0

여러 자리 숫자 입력 받기

  
  import java.io.*;
    
  public class Main {
      public static void main(String args[]) throws IOException {
          String szInputLine;
          int nValue;
          InputStreamReader isr = new InputStreamReader(System.in);
          BufferedReader is = new BufferedReader(isr);
            
          System.out.print("Input a number: ");
          szInputLine = is.readLine();
            
          nValue = Integer.parseInt(szInputLine);
          System.out.println(nValue);
            
          is.close();
      }
  }
    
  // Input a number: 134
  // 134

학습 정리

java.lang패키지의 클래스를 사용할 때는 import구문을 쓰지 않아도 됨
String은 문자열 처리를 위한 다양한 메소드를 제공하지만 immutable 클래스로, String객체는 생성 이후에 내용 변경이 불가능함
toString()메소드와 equals()메소드는 Object클래스에서 정의되어 있으며, 몇몇 하위 클래스들에서 적절히 재정의되어 있음
자주 변경되는 문자열을 다루어야 할 경우에는 String클래스보다 StringBuffer나 StringBuilder클래스를 사용하는 것이 보다 효율적임
기본형 값을 객체로 다루기 위해, 모든 기본형마다 상응하는 포장 클래스가 존재함
System클래스는 표준 입력과 출력, 표준 오류 출력을 위해 in, out, err객체를 제공함

연습 문제

다음 프로그램의 출력 결과는 무엇인가?

  
 public class Main {
     public static void main(String args[]) {
         String s = new String("Jovo");
         s.replace('o','a');
         s.concat("Exam");
         System.out.println(s);
     }
 }

a. Jovo

Java에서 String 객체는 불변(immutable)하기 때문에 원본 문자열은 변경되지 않음
replace와 concat 메서드는 새로운 문자열을 반환할 뿐, 기존 문자열 객체를 수정하지 않음
반환 값을 저장하지 않았기 때문에 s는 계속 "Jovo"를 참조하고 있음

수정된 문자열을 저장하기 위해서는 아래처럼 반환 값을 s에 다시 저장해야 함

  
  public class Main {
      public static void main(String args[]) {
          String s = new String("Jovo");
          s = s.replace('o', 'a');  // 반환 값을 다시 s에 저장
          s = s.concat("Exam");    // 반환 값을 다시 s에 저장
          System.out.println(s);   // "JavaExam"
      }
  }

Object클래스와 String클래스에 대한 설명이다. 잘못된 것은 무엇인가?
a. String클래스는 표준 입출력 스트림을 위한 static필드를 제공한다.
- Object클래스와 String클래스에 대한 설명으로 옳은 것
  - 모든 클래스는 묵시적으로 Object클래스를 상속 받음
  - Object클래스에 toString()과 equals()메소드가 정의되어 있음
  - String클래스에 toString()과 equals()메소드가 재정의되어 있음
- String 클래스는 표준 입출력 스트림과 관련된 static필드를 제공하지 않음
  - 표준 입출력 스트림(System.in, System.out, System.err)은 System클래스에서 제공함
교재의 소스 7-22에서 문자열 처리 시간에 차이가 생기는 이유를 설명하라.
a. String클래스는 immutable 클래스여서 반복이 진행될수록 계속해서 기존 문자열은 버려지고 새로운 문자열이 새롭게 만들어지기 때문임 (버려지거나 만들어지는 문자열의 길이도 점점 커짐) StringBuffer클래스를 사용한 경우가 StringBuilder클래스를 사용한 경우보다 시간이 더 걸리는 이유는 동시성 제어를 고려하여 메소드가 구현되었기 때문임

구분	정수형	정수형	정수형	정수형	실수형	실수형	문자형	논리형
기본형	byte	short	int	long	float	double	char	boolean
참조형	Byte	Short	Integer	Long	Float	Double	Character	Boolean

[Java 프로그래밍] 8강 - java.lang 패키지

학습 개요

학습 목표

강의록

Object클래스

java.lang패키지

Object클래스와 주요 메소드

Object클래스의 toString()메소드

Object클래스의 equals()메소드

Object클래스의 clone()메소드

Object클래스의 getClass()메소드

String클래스

String클래스와 생성자

문자열의 비교

문자열의 검색

문자열의 추출 메소드

문자열의 변환

다른 자료형을 문자열로 변환하는 메소드

기타 메소드

StringBuffer클래스

StringBuffer클래스와 생성자

StringBuffer클래스의 주요 메소드

String클래스를 사용할 때의 문제점

StringBuffer클래스와 StringBuilder클래스의 사용

포장 클래스

포장 클래스란

Number클래스

String과 기본형 데이터 간의 변환

Integer클래스

박싱

언박싱

System클래스

System클래스

System클래스의 표준 입출력 필드

키보드로부터 문자 입력 받기

학습 정리

연습 문제

Further Reading

[Java 프로그래밍] 2강 - JAVA 기본 문법

[Java 프로그래밍] 3강 - JAVA 기본 문법

[Java 프로그래밍] 4강 - 클래스와 상속

`Object`클래스

`java.lang`패키지

`Object`클래스와 주요 메소드

`Object`클래스의 `toString()`메소드

`Object`클래스의 `equals()`메소드

`Object`클래스의 `clone()`메소드

`Object`클래스의 `getClass()`메소드

`String`클래스

`String`클래스와 생성자

`StringBuffer`클래스

`StringBuffer`클래스와 생성자

`StringBuffer`클래스의 주요 메소드

`String`클래스를 사용할 때의 문제점

`StringBuffer`클래스와 `StringBuilder`클래스의 사용

`Number`클래스

`String`과 기본형 데이터 간의 변환

`Integer`클래스

`System`클래스

`System`클래스

`System`클래스의 표준 입출력 필드