Java - if, swich-case, for, while, break, continue

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Java - if, swich-case, for, while, break, continue

wy-family 2024. 11. 26. 10:00

Java의 조건문과 반복문은 논리적인 사고를 활용하여 문제를 해결하는 데 필수적인 도구들입니다. 각 요소를 자세히 살펴보고 예제를 통해 이해해 봅시다.

1. 조건문

(1) if-else 문

특정 조건이 참인지 확인하고, 조건에 따라 다른 코드를 실행합니다.

기본 구조:

if (조건식) {
    // 조건식이 참일 때 실행
} else {
    // 조건식이 거짓일 때 실행
}

예제:

int age = 20;
if (age >= 18) {
    System.out.println("성인입니다.");
} else {
    System.out.println("미성년자입니다.");
}

(2) switch-case 문

하나의 변수에 대해 여러 값을 비교할 때 사용됩니다.
if-else보다 코드가 간결해집니다.

기본 구조:

switch (변수) {
    case 값1:
        // 값1일 때 실행
        break;
    case 값2:
        // 값2일 때 실행
        break;
    default:
        // 위 조건에 모두 해당하지 않을 때 실행
}

예제:

int day = 3;
switch (day) {
    case 1:
        System.out.println("월요일");
        break;
    case 2:
        System.out.println("화요일");
        break;
    case 3:
        System.out.println("수요일");
        break;
    default:
        System.out.println("알 수 없는 요일");
}

* 참고: switch-case 에서는 break, default는 무조건 사용해야 하는 건 아니다.

switch-case 문에서 break와 default는 선택 사항이며, 각각의 사용 여부에 따라 코드의 동작이 달라집니다. 이를 더 깊이 이해하기 위해, break와 default의 역할과 그 부재로 인해 발생하는 동작을 설명하겠습니다.

1. break가 없는 경우

break가 없으면 "fall-through" (다음 case로 실행이 이어짐) 현상이 발생합니다. 즉, 현재 case의 코드가 실행된 후, 조건과 상관없이 아래의 모든 case 코드가 실행됩니다.

예제: break 없는 경우

int day = 3;

switch (day) {
    case 1:
        System.out.println("월요일");
    case 2:
        System.out.println("화요일");
    case 3:
        System.out.println("수요일");
    case 4:
        System.out.println("목요일");
    default:
        System.out.println("알 수 없는 요일");
}

출력

수요일
목요일
알 수 없는 요일

설명:
- day == 3이므로 case 3:부터 실행됩니다.
- 그러나 break가 없으므로 case 3 이후의 모든 case와 default가 연달아 실행됩니다.

2. default가 없는 경우

default는 모든 case가 만족하지 않을 때 실행될 코드를 작성하는 선택 사항입니다. default가 없으면, 어느 case도 해당하지 않을 경우 아무 작업도 하지 않고 switch 문이 종료됩니다.

예제: default 없는 경우

int day = 8;

switch (day) {
    case 1:
        System.out.println("월요일");
        break;
    case 2:
        System.out.println("화요일");
        break;
    case 3:
        System.out.println("수요일");
        break;
    case 4:
        System.out.println("목요일");
        break;
}

출력

(아무것도 출력되지 않음)

설명:
- day == 8은 어떤 case와도 일치하지 않으므로 switch 문이 종료되고 아무 결과도 출력되지 않습니다.

3. break와 default를 모두 사용하지 않는 경우

break와 default가 모두 없을 경우, fall-through가 발생하며, 일치하는 case부터 모든 코드가 실행됩니다. 이와 동시에 일치하지 않는 경우 아무 작업도 하지 않습니다.

예제: break와 default 없는 경우

int day = 2;

switch (day) {
    case 1:
        System.out.println("월요일");
    case 2:
        System.out.println("화요일");
    case 3:
        System.out.println("수요일");
    case 4:
        System.out.println("목요일");
}

출력

화요일
수요일
목요일

설명:
- day == 2이므로 case 2부터 실행됩니다.
- break가 없으므로 이후 모든 case 코드가 실행됩니다.

4. 유용한 패턴: 의도적인 fall-through

때로는 break를 사용하지 않고, fall-through를 의도적으로 활용할 수 있습니다. 예를 들어, 여러 case가 같은 코드를 실행하도록 설계할 수 있습니다.

예제: 의도적인 fall-through

int month = 5;

switch (month) {
    case 1: case 3: case 5: case 7: case 8: case 10: case 12:
        System.out.println("31일");
        break;
    case 4: case 6: case 9: case 11:
        System.out.println("30일");
        break;
    case 2:
        System.out.println("28일 또는 29일");
        break;
    default:
        System.out.println("유효하지 않은 월입니다.");
}

출력

31일

설명:
- 여러 case가 동일한 코드를 실행해야 하는 경우 fall-through를 사용하여 코드 중복을 줄입니다.

정리

break:
- 반복적인 실행을 방지하기 위해 각 case 끝에 추가.
- 없을 경우 fall-through가 발생.
default:
- 모든 case와 일치하지 않을 때 실행될 코드를 제공.
- 없을 경우 조건을 만족하지 않는 경우 아무 작업도 하지 않고 종료.
의도적으로 break를 생략하여 fall-through를 활용할 수도 있음.

2. 반복문

(1) for 문

반복 횟수가 정해져 있을 때 주로 사용됩니다.

기본 구조:

for (초기식; 조건식; 증감식) {
    // 반복할 코드
}

예제:

for (int i = 1; i <= 5; i++) {
    System.out.println("숫자: " + i);
}

Java의 for-each 문

for-each 문은 Java에서 배열이나 컬렉션을 반복(iterate) 할 때 사용하는 간단하고 직관적인 반복문입니다. 일반적인 for 문보다 코드가 간결하며, 인덱스를 따로 관리할 필요가 없습니다.

특징

배열이나 컬렉션에 저장된 모든 요소를 순차적으로 탐색합니다.
반복 횟수가 고정되어 있지 않아도 사용 가능하며, 요소의 순서를 신경 쓰지 않을 때 유용합니다.
읽기 전용 접근 방식: 배열의 값을 수정하고 싶다면 다른 방식이 필요합니다.

구문

for (데이터타입 변수 : 배열 또는 컬렉션) {
    // 반복할 코드
}

데이터타입 변수: 배열 또는 컬렉션의 요소를 받을 변수.
배열 또는 컬렉션: 반복할 대상.

예제 1: 배열에서의 사용

배열에 저장된 값을 하나씩 출력하기.

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

for (int number : numbers) {
    System.out.println("숫자: " + number);
}

출력

숫자: 1
숫자: 2
숫자: 3
숫자: 4
숫자: 5

설명:
- numbers 배열의 각 요소가 number 변수에 순차적으로 할당됩니다.
- 반복문 안에서 number를 사용하여 요소를 출력합니다.

예제 2: 컬렉션에서의 사용

ArrayList와 같은 컬렉션을 순회.

import java.util.ArrayList;

ArrayList<String> names = new ArrayList<>();
names.add("Alice");
names.add("Bob");
names.add("Charlie");

for (String name : names) {
    System.out.println("이름: " + name);
}

출력

이름: Alice
이름: Bob
이름: Charlie

설명:
- names 컬렉션의 각 요소가 name 변수에 순차적으로 할당됩니다.
- 반복문 안에서 name을 사용하여 각 요소를 출력합니다.

주의 사항

읽기 전용:
- for-each 문에서는 요소의 값을 변경할 수 없습니다. 배열이나 컬렉션의 값을 수정하려면 일반적인 for 문을 사용해야 합니다.

int[] numbers = {1, 2, 3, 4, 5};
for (int number : numbers) {
    number += 10; // 원본 배열에는 영향 없음
}
System.out.println(Arrays.toString(numbers)); // [1, 2, 3, 4, 5]

인덱스 접근 불가:
- 반복 중 현재 요소의 인덱스가 필요하다면 for-each 문을 사용할 수 없습니다. 대신 일반 for 문을 사용해야 합니다.

for (int i = 0; i < numbers.length; i++) {
    System.out.println("인덱스 " + i + ": " + numbers[i]);
}

null 처리:
- 배열이나 컬렉션이 null이면 NullPointerException이 발생합니다. 반복문 전에 반드시 null 체크를 해야 합니다.

장점

코드가 간결하고 가독성이 높습니다.
컬렉션이나 배열의 모든 요소를 탐색할 때 편리합니다.

예제 3: 2차원 배열에서 사용

for-each 문으로 2차원 배열 탐색.

int[][] matrix = {
    {1, 2, 3},
    {4, 5, 6},
    {7, 8, 9}
};

for (int[] row : matrix) {
    for (int num : row) {
        System.out.print(num + " ");
    }
    System.out.println();
}

출력

1 2 3
4 5 6
7 8 9

정리

언제 사용하면 좋을까?
- 배열이나 컬렉션의 모든 요소를 순차적으로 읽고 처리할 때.
- 요소의 값을 변경하거나 인덱스가 필요하지 않을 때.
언제 피해야 할까?
- 요소의 값을 수정해야 하거나, 특정 인덱스를 기반으로 작업해야 할 때.

for-each 문은 직관적이고 편리한 반복문으로, 읽기 전용 작업에 최적화된 도구입니다.

(2) while 문

조건이 참일 때 계속 실행합니다. 조건이 거짓이 되면 종료됩니다.

기본 구조:

while (조건식) {
    // 반복할 코드
}

예제:

int i = 1;
while (i <= 5) {
    System.out.println("숫자: " + i);
    i++;
}

(3) do-while 문

최소 한 번은 실행한 뒤, 조건을 확인합니다. (* 맨 마지막에 ; 세미콜론을 꼭 붙여야 함!)

기본 구조:

do {
    // 실행할 코드
} while (조건식);

예제:

int i = 1;
do {
    System.out.println("숫자: " + i);
    i++;
} while (i <= 5);

3. 반복문 제어

(1) break

반복문을 즉시 종료합니다.

예제:

for (int i = 1; i <= 5; i++) {
    if (i == 3) {
        break; // 반복문 종료
    }
    System.out.println("숫자: " + i);
}

(2) continue

반복문의 현재 루프를 건너뛰고, 다음 반복으로 넘어갑니다.

예제:

for (int i = 1; i <= 5; i++) {
    if (i == 3) {
        continue; // 다음 반복으로 건너뜀
    }
    System.out.println("숫자: " + i);
}

논리적인 사고와 Java 문법의 결합

문제를 단계적으로 나눔:
- 복잡한 문제를 여러 단계로 나누고 각각의 조건과 반복을 정의합니다.
조건과 루프를 활용한 해결:
- 조건(if, switch)을 통해 논리적인 분기를 설정합니다.
- 반복문(for, while)을 통해 데이터를 처리하거나 동작을 반복합니다.
디버깅:
- 작은 단위로 코드를 작성하고, 출력문(System.out.println())을 사용하여 논리의 흐름을 확인합니다.

Java의 기본적인 조건문과 반복문을 논리적으로 조합하면 어떤 문제든 해결할 수 있습니다.

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