Java(48) - 자바 기본 클래스 보충

4 분 소요

1. Wrapper Class

Wrapper 클래스는 기본 자료형의 데이터를 감싸는 클래스입니다.
앞선 포스트에서 Wrapper 클래스들의 종류와 기능을 봤기 때문에 추가로 설명하지는 않겠습니다.

이번 포스트에서 공부할 것은 Wrapper 클래스에 가장 기본이 되는 두 기능입니다.

Boxing
Unboxing

Boxing은 기본자료형 데이터를 인스턴스화 시키는 작업을 가리킵니다.
즉 Boxing은 인스턴스의 생성에 의해 이루어집니다.

Unboxing은 인스턴스에 저장되어 있는 기본 자료형 데이터를 꺼내는 작업을 가리킵니다.
이는 Wrapper 클래스에 정의된 메서드 호출에 의해 이루어집니다.

class BoxingUnboxing{
    public static void main(String[] args){
        Integer iValue = new Integer(10);
        Double dValue = new Double(3.14);

        System.out.println(iValue);
        System.out.println(dValue);

        iValue = new Integer(iValue.intValue() + 10);
        dValue = new Double(dValue.doubleValue() + 1.2);

        System.out.println(iValue);
        System.out.println(dValue);
    }
}

위 코드에서 Integer, Double 클래스를 통해 인스턴스를 생성하는 과정이 Boxing에 해당합니다.
intValue(), doubleValue() 메서드를 호출하는 부분이 Unboxing에 해당합니다.

여기서 주의할 점은,
Wrapper 클래스는 산술연산을 위해 정의된 클래스가 아니라는 점입니다.
따라서 Wrapper 클래스는 String과 마찬가지로 인스턴스에 저장된 값의 변경은 불가능합니다.
다만 위 예제처럼 증가된 값을 저장하는 새로운 인스턴스의 생성 및 참조만 가능합니다.

2. Auto Boxing & Auto Unboxing

자바 5.0 부터는 Boxing과 Unboxing이 필요한 상황에서 이를 자동으로 처리하기 시작했습니다.

class AutoBoxingUnboxing{
    public static void main(String[] args){
        Integer iValue = 10; //auto boxing
        Double dValue = 3.14; //auto boxing

        System.out.println(iValue);
        System.out.println(dValue);

        int num1 = iValue; //auto unboxing
        double num2 = dValue; //auto unboxing
        System.out.println(num1);
        System.out.println(num2);
    }
}

int num1 = iValue에서 iValue.intValue()가 자동으로 호출되며,
double num2 = dValue에서는 dValue.doubleValue()가 자동으로 호출됩니다.

class AutoBoxingUnboxing2{
    public static void main(String[] args){
        Integer num1 = 10;
        Integer num2 = 20;

        num1++;
        System.out.println(num1);

        num2+=3;
        System.out.println(num2);

        int addResult = num1 + num2;
        System.out.println(addResult);

        int minResult = num1 - num2;
        System.out.println(minResult);
    }
}

num1++은 num1 = new Integer(num1.intValue()+1);
num2+=3은 num2 = new Integer(num2.intValue()+3);
로 Unboxing과 Boxing이 동시에 이루어집니다.

3. BigInteger 클래스와 BigDecimal 클래스

short 그리고 int와 같은 정수 자료형의 문제점은 매우 큰 수의 표현이 불가능하고,
float와 double의 경우 정밀한 값의 표현이 불가능해 항상 오차가 존재합니다.
이러한 문제점을 해결하기 위해 BigInteger과 BigDecimal 클래스를 제공합니다.

BigInteger 클래스는 매우 큰 정수의 표현을 위한 클래스입니다.

import java.math.*;

class SoBigInteger{
    public static void main(String[] args){
        System.out.println("최대 정수 : " + Long.MAX_VALUE);
        System.out.println("최대 정수 : " + Long.MIN_VALUE);

        BigInteger bigValue1 = new BigInteger("100000000000000000000");
        BigInteger bigValue2 = new BigInteger("-99999999999999999999");

        BigInteger addResult = bigValue1.add(bigValue2);
        BigInteger mulResult = bigValue1.multiply(bigValue2);

        System.out.println("큰 수의 덧셈결과 : " + addResult);
        System.out.println("큰 수의 곱셈결과 : " + mulResult);
    }
}

해당 코드에서 생성자를 통해 문자열을 전달하고 있습니다.
문자열로 전달하는 이유는 큰 수를 전달받을 수 있는 매개변수 선언이 불가능하므로,
해당 생성자가 존재할 수 없기 때문입니다.

BigDecimal 클래스는 오차 없는 실수의 표현을 위한 클래스입니다.

다음은 오차확인을 위한 예제입니다.

class DoubleError{
    public static void main(String[] args){
        double e1 = 1.6;
        double e2 = 0.1;

        System.out.println(e1+e2);
        System.out.println(e1*e2);
    }
}

위 코드의 결과는 1.7000000000000002, 0.16000000000000003 입니다.
즉 일반적인 실수의 표현에는 오차가 존재합니다.

아래 예제는 BigDecimal 클래스를 활용한 예제입니다.

import java.math.*;

class BigDoubleError{
    public static void main(String[] args){
        BigDecimal e1 = new BigDecimal(1.6);
        BigDecimal e2 = new BigDecimal(0.1);

        System.out.println(e1.add(e2));
        System.out.println(e1.multiply(e2));
    }
}

해당 결과에서도 오차가 발생합니다.
이유는 인스턴스 생성부분에서 있는데, 생성자에 실수를 매개변수를 저장하는 동시에
오차가 발생하기 때문입니다.

import java.math.*;

class BigDoubleError{
    public static void main(String[] args){
        BigDecimal e1 = new BigDecimal("1.6");
        BigDecimal e2 = new BigDecimal("0.1");

        System.out.println(e1.add(e2));
        System.out.println(e1.multiply(e2));
    }
}

위 예제는 오차가 발생하지 않습니다.

4. Math 클래스와 난수의 생성

Math 클래스는 모든 멤버가 static으로 선언되어 있는,
수학 관련 기능을 제공하기 위해 정의된 클래스입니다.

기본적인 사용방법은 API문서를 활용합시다.

다음으로 난수 생성방법을 보겠습니다.

난수(Random Number)는 예측이 불가능한 수를 의미합니다.
자바에서는 이러한 난수의 생성을 위한 클래스를 별도로 제공하고 있습니다.

우선 java.util 패키지에 묶여있는 Random 클래스의 인스턴스를 생성합니다.

boolean nextBoolean() : boolean형 난수 반환
int nextInt() : int형 난수 반환
long nextLong() : long형 난수 반환
int nextInt(int n) : 0이상 n미만 범위의 int형 난수 반환
float nextFloat() : 0.0이상 1.0미만 float형 난수 반환
double nextDouble() : 0.0이상 1.0미만 double형 난수 반환

import java.util.Random;

class RandomNumberGenerator{
    public static void main(String[] args){
        Random rand = new Random();

        for(int i = 0; i<100; i++){
            System.out.println(rand.nextInt(1000));
        }
    }
}

위 코드는 0이상 1000미만의 난수를 100개 생성하는 코드입니다.

다음은 씨드(Seed) 기반의 난수 생성 방법을 보겠습니다.

컴퓨터는 완벽한 난수를 생성하지 못합니다.
그래서 컴퓨터가 생성하는 난수를 ‘Pseudo-random number’라고 하고 이것은 가짜 난수입니다.

예제를 보겠습니다.

import java.util.Random;

class PseudoRandom{
    public static void main(String[] args){
        Random rand = new Random(12);

        for(int i=0; i<100; i++){
            System.out.println(rand.nextInt(1000));
        }
    }
}

위 예제해서는 해당 예제의 위 예제와 다르게 Random생성자에 인자로 12가 들어가있습니다.
해당 인자를 씨드 값(seed number)라고 합니다.
이 값을 기반으로 컴퓨터는 난수를 생성합니다.

즉 이 값이 동일할 경우 생성되는 난수는 100% 동일하게 됩니다.
이걸 방지한 예제를 보겠습니다.

import java.util.Random;

class PseudoRandom{
    public static void main(String[] args){
        Random rand = new Random(12);
        rand.setSeed(System.currentTimeMillis());

        for(int i=0; i<100; i++){
            System.out.println(rand.nextInt(1000));
        }
    }
}

여기서 setSeed 메서드는 씨드를 변경하는 메서드입니다.
씨드를 변경하기 위해 또 호출한 메서드가 바로
System.currentTimeMillis() 메서드입니다.

해당 메서드는 컴퓨터의 현재시간을 기준으로 1970년 1월 1일 자정 이후로 지나온 시간을
밀리 초(1/1000초)단위로 계산해서 반환하는 메서드입니다.

따라서 위 예제가 실행될 때 마다 해당 메서드가 반환하는 값은 달라지므로,
setSeed()메서드에 매번 다른 값이 전달됩니다.

맨 처음 봤던 예제에서는 생성자에 아무런 값도 전달하지 않았는데 매번 다른 난수가 생성된 이유는
생성자 내에서 씨드 값을 생성하여 설정하기 때문입니다.

public Random(){
    this(System.currentTimeMillis());
}

위 코드가 씨드값을 생성하여 설정하는 방법입니다.

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Min Hyung

Java(48) - 자바 기본 클래스 보충

1. Wrapper Class

2. Auto Boxing & Auto Unboxing

3. BigInteger 클래스와 BigDecimal 클래스

4. Math 클래스와 난수의 생성

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참고

Android(12) - 다이얼로그

Android(11) - API 레벨 & 퍼미션 설정

Android(10) - 리소스(1)

Android(9) - 이벤트 처리(1)