Java

조건문과 반복문

lleesla 2024. 6. 12. 23:28

4.1 코드 실행 흐름 제어

자바 프로그램을 시작하면 main () 메소드의 시작 중괄호 {}까지 위에서부터 아래로 실행하는 흐름을 가지고 있다.
실행 흐름을 개발자가 원하는 방향으로 바꿀 수 있도록 해주는 것이 흐름 제어문이다.
- 흐름 제어문 = 제어문
제어문은 조건식과 중괄호 {} 블록으로 구성되는데 조건식의 연산 결과에 딸 블록 내부의 실행 여부가 결정된다.
제어문 종류
- 조건문 : if문 switch문
- 반복문: for문, while문, do-while문
조건문일 경우 제어문 블록이 실행 완료되었을 경우 정상 흐름으로 돌아간다.
반복문일 경우 제어문 처음으로 다시 되돌아가 반복 실행한다.
- = 루핑(looping)이라고 한다.
제어문 블록 내부에는 또 다른 제어문을 사용하여 복잡한 흐름 제어도 가능하다.

4.2 조건문(if문, switch문)

if문

if( 조건식 ) {

	조건식이 true
}

조건식에는 true 또는 false 값을 산출할 수 있는 연산식이나 boolean 변수가 올 수 있다.
조건식이 ture일 경우 블록 실행

if - else 문

if문 조건식이 true이면 if문 블록 실행, false면 else블록이 실행된다.
조건식의 결과에 따라 한 블록의 내용만 실행하고 전체 if문을 벗어난다.

if - else if else 문

조건문이 여러 개인 if문일 경우
처음 if문의 조건식이 false일 경우 다른 조건식의 결과에 따라 실행 블록을 선택할 수 있다.
if 블록의 끝에 else if문을 붙이면 된다.
else if문의 수는 제한이 없고 여러 개의 조건식 중 true가 되는 블록만 실행하고 전체 if문을 벗어나게 된다.
모든 조건식이 false일 경우 else 블록을 실행하고 if문을 벗어난다.

주사위 숫자 출력하는 프로그램

임의의 정수를 뽑는 방법
- Math.random() 메소드
- 이메소드는 0.0과 1.0 사이에 속하는 double 난수 하나를 리턴한다. (0.0은 포함 1.0 포함X)
1~10 얻기 위해서는

0 < = Math.random()*10 < 1.0 *10
(0.0)                      (10.0)

0+1 < = (int) Math.random()*10 < (int) 10+1
(1)             (1 ~ 10)               (11)

이원리를 이용하여 start부터 시작하는 n개의 정수 중 임의의 정수 하나를 얻기 위한 연산식

int num = (int) (Math.random() * n) + start;

//주사위 번호 뽑기

int num = (int) (Math.random() * 6) + 1;

if(num==1){
	 System.out.println("1번이 나왔습니다.");
} else if(num==2) {
	 System.out.println("2번이 나왔습니다.");
}  ...
} else {
	 	System.out.println("6번이 나왔습니다.");
	 }
	}
}

중첩 if문

if문 블록 내에 또 다른 if문을 사용할 수 있고 if문 뿐만 아니라 switch문, for문, while문, do-while문은 서로 중첩시킬 수 있다.

public class IfNestedExample {
	public static void main (String[] args) {
		int score = (int)(Math.random()*20) +81;
		System.out.println("점수: + score);
		
		String grade;
		
		if(score>=90) {
			if (score>=95) {
				grade = "A+";
			} else {
				grade = "A";
			}
		} else {
			if (score>=85) {
				grade = "B+";
			} else {
				grade = "B";
			}
		}
		
		System.out.println ("학점: " + grade);
		
	}
}

switch 문

switch문 변수가 변수가 어떤 값을 갖느냐에 따라 실행문이 선택된다.
if문은 조건식의 결과가 true, false 두가지뿐이라 코드가 복잡해지지만 switch문은 변수의 값에 따라 실행문이 결정되기 때문에 if문보다 코드가 간결하다.
switch문은 괄호 안의 값과 동일한 값을 갖는 case로 가서 실행문을 실행시킨다.
case안에 동일한 값이 없으면 default로 가서 실행문을 실행시킨다.( default문은 생략 가능)

public class SwitchExample {
	public static void main (String[] args) {
		int num = (int)(Math.random()6) +1;
		
		switch(num) {
		case 1:
			System.out.println("1번이 나왔습니다.");
			break;
		case 2:
			System.out.println("2번이 나왔습니다.");
			break;
			...
			default:
			System.out.println("6번이 나왔습니다.");
			break;
		}
	}
}

case 끝에 break가 붙어 있는 이유는 다음 case를 실행하지 말고 switch 문을 빠져나가기 위함이다.
break가 없으면 다음 case가 연달아 실행되는데 이때 case 값과는 상관없이 실행된다.

public class SwitchCharExample {
	public static void main (String[] args) {
		
		char grade = 'B';
		
		switch(grade) {
		case 'A':
		case 'a':
			System.out.println("우수 회원입니다.");
			break;
		case 'B':
		case 'b':
			System.out.println("일반 회원입니다.");
			break;
			...
			default:
			System.out.println("손닙입니다.");
			break;
		}
	}
}

siwtch 문의 괄호에는 정수타입(byte, char, short, int, long)변수나 정수값을 산출하는 연산식, 자바7부터는 String 타입의 변수이 올 수 있다.

4.3 반복문 (for문, while문, do-while문)

반복문 종류
- for문
- while문
- do-while문
for문과 while문은 서로 변환이 가능하기 때문에 어느 쪽을 사용해도 좋지만, for문은 반복 횟수를 알고 있을 때, while문은 조건에 따라 반복할 때 주로 사용한다.
while문과 do-while문의 차이점은 조건을 먼저 검사하냐 나중에 검사하냐의 차이고 동작 방식은 동일하다.

for문

프로그램을 작성하다 보면 똑같은 실행문을 반복적으로 실행해야 할 경우가 많이 발생한다.
반복문은 한 번 작성된 실행문을 여러 번 반복 실행해주기 때문에 코드를 절감하고 간결하게 만들어준다.
for문이 처음 실행될때 조건식을 평가해서 true면 실행문을 실행시키고 false면 for문 블록을 실행하지 않고 끝나게 된다.
블록 내부의 실행문들이 모두 실행되면 증감식을 실행시키고 다시 조건식을 평가하게된다.

int i = 1;for

초기화식의 역할은 조건식과 실행문, 증감식에서 사용할 변수를 초기화하는 역할을 한다.
초기화식이 필요없을 경우에는 다음과 같이 초기화식을 생략할 수 있다.

int i = 1;
for (; i<=100; i++) {...}

어떤 경우에는 초기화식이 둘 이상, 증감식도 둘 이상 있을 수 있다.
이런 경우는 쉼표로 구분해서 작성한다.

for (int i = 0, j =100; i<=50 && j>=50; i++, j-) {...}
     ------초기화식----  ----조건식----  -증감식-

초기화식에 선언된 변수는 for문 블록 내부에서 사용되는 로컬 변수다.
따라서 for문을 벗어나면 사용할 수 없다.

public class ForSumFrom1To100Example {
	public static void main (String[] args) {
		int sum = 0;
		
		//int i = 0;
		
		for (int i = 1; i<=100; i++ {
		//for (i = 1; i<=100; i++ {
			sum += i;
		}
		
		System.out.println("1~"+i+ "합: " + sum);
		// i는 for문을 벗어나면 사용할 수 없기 때문에 컴파일 에러가 발생한다.
		
		}
	}

for문을 작성할 때 초기화식에서 루프 카운트 변수를 선언할 때 부동소수점 타입을 사용하지 말아야한다.
for문은 또 다른 for문을 내포할 수 있는데 이것을 중첩된 for문이라고 한다.
바깥쪽 for문이 한 번 실행할 때마다 중첩된 for무은 저장된 횟수만큼 반복해서 돌다가 다시 바깥쪽 for문으로 돌아간다.

public class ForMultiplicationTableExample {
	public static void main (String[] args) {
		for (int m=2; m<=9; m++ {
			System.out.println("*** " + m + "단 ***");
			for (int n =1; n<=9; n++) {
				System out.println(m + "X" + n + " = " + (m*n));
			}
		}
	}
}

3라인 바깥쪽 for문은 m이 2에서 9까지 변하면서 8번 반복 실행되는데 바깥쪽 for문이 한 번실행할 때 마다 5라인의 중첩 for문은 n이 1~9번 실행한다.

while문

for문이 정해진 횟수만큼 반복한다면, while은 조건식이 true일 경우 계속해서 반복한다.
조건식에는 비교 또는 연산식이 주로 오고 조건식이 false가 되면 반복 행위를 멈추고 while문을 종료한다.
조건식 평가 결과가 true이면 실행문 실행 후 다시 조건문으로 돌아가서 다시 조건식을 평가

public class WhilePrintFrom1To10Example {
	public static void main (String[] args) {
		int i = 1;
		while (i<=10) {
			System.out.println(i);
			i++;
		}
	}
}

조건문 i가 10 이하일 때까지 true가 되므로 while문은 총 10번 반복 실행하게된다.

public class WhileSumFrom1To100Example {
	public static void main (String[] args) {
		
		int sum = 0;   //합계를 저장할 변수를 while 시작 전에 미리 선언해야한다.
		
		int i = 1;
		
		while(i<=100) {
		sum += i;
		i++;
	}
	
	System.out.println("1!" + (i-1)+ "합 " + sum);
	}	
}

조건식에는 boolean 변수나 true/false 값을 산출하는 어떠한 연산식이든 올 수 있다.
- 만약 조건식에 true를 사용하면 무한 루프를 돌게 된다.
- 이 경우 while문을 빠져 나가기 위한 코드가 필요하다.
키보드에서 1, 2 입력했을 때 속도를 증속, 감속 시키고 3 입력시 프로그램을 종료한다.

먼저 키보드에서 입력된 키가 어떤 키인지 확인하자
키보드로부터 입력된 키 코드를 리턴한다.

int keyCode = System.in.read();

public class WhileKeyControlExample {
	public static void main (String[] args) thhrows Exeception {
		boolean run = true;
		int speed = 0;
		int keyCode = 0;
	
		while(run) {
			if(keyCode!=13 && keyCode!=10){
			System.out.println("-----------------");
			System.out.println("1.종속 | 2.감속 | 3.중지");
			System.out.println("-----------------");
			System.out.println("선택: ");
			
			keyCode = System.in.read();    //키보의 키 코드를 읽음
			
			if (keyCode == 49) { //1을 읽었을 경우
				speed++;
				System.out.println("현재 속도=" + speed);
			} else if (keyCode == 50) { //2를 읽었을 경우
				speed--;
				System.out.println("현재 속도=" + speed);
			}else if (keyCode == 51) { //3을 읽었을 경우
				run =false;  // while문을 종료하기 위해 run 변수에 false를 저장
			}
		}
		
		System.out.println ("프로그램 종료");
	}
}

while문을 빠져나가기 위한 또 다른 방법으로는 break문을 이용한다.

(조금 뒤 설명이 나온다고 한다)

do-while문

while문은 시작할 때부터 조건식을 검사하여 블록 내부를 실행할지 결정하지만 경우에 따라 블록 내부의 실행문을 우선 실행시키고 실행 결과에 따라 반복 실행을 계속할지 결정하는 경우도 있다.
이때 do-while문을 사용할 수 있다.
작성시 주의할 점!
- while() 뒤에 반드시 세미콜론(;)을 붙여야한다.
- do-while문이 처음 실행될 때
  1. 실행문을 우선 실행한다.
  2. 실행문이 모두 실행되면 조건식을 평가하는데
  3. 그 결과가 true이면1→2와 같이 반복 실행
  4. false이면 do-while문을 종료한다.
키보드로부터 문자열을 입력받고 출력시키는 예제
Scanner 객체를 생성하고 nextLine()메소드를 호출하면 콘솔에 입력된 문자열을 한번에 읽을 수 있다.
nextLine() 메소드로 읽은 문자열을 저장하기 위해 String변수가 필요하다.

Scanner scanner = new Scanner(System.in);   //Scanner 객체 생성
String inputString = scanner.nextLine();    //nextLine() 메소드 호출

import java.utill.Scanner;    

public class WhileKeyControlExample {
	public static void main (String[] args) {
	System.out.println("메시지를 입력하세요");
		System.out.println("프로그램을 종료하려면 q를 입력하세요");
		
		scanner scanner = new Scanner(System.in);
		String inputString;
		
		do {
			System.out.print(">");
			inputString = scanner.nextLine();   //키보드로 입력한 값을 읽
			System.out.println(inputString);
		} while ( ! inputString.equals("q"));
		
		System.out.print("");
		System.out.print("프로그램 종료");

처음 한 번 실행 후 조건식이 true일 경우 반복 실행하고
inputString 변수의 문자열과 q가 같으면 true를 리턴하고 그렇지 않으면 false를 리턴한다.
결국 전체 조건식은 inputString에 q가 저장되어 있으면 false가 산출되어 do-while문을 종료한다.

break문

break문은 반복문인 for문, while문, do-while문을 실행 중지할 때 사용된다.
switch문, if문 조건식에 따라 for문과 while문을 종료할 때 사용한다.

public class BreakExample {
	publi static void main(String{} args) throws Exception {
		while(true) {
			int num = (int)(Math.random()*6) +1;
			System.out.println(num);
			if(num == 6) {
				break;
			}
		}
		System.out.println("프로그램 종료");
	}
}

while문을 이용해서 주사위 번호 하나를 반복적으로 뽑되 6이 나오면 while문을 종료시킨다.
반복문이 중첩되어 있을 경우 break문은 가장 가까운 반복문만 종료하고 바깥쪽 반복문은 종료시키지 않는다.
바깥쪽 반복문까지 종료시키려면 바깥쪽 반복문에 이름을 붙이고 “break 이름;”을 사용하면된다.

continue문

continue문은 반복문인 forans, while문, do-while문에서만 사용된다.
블록 내부에서 continue문이 실행되면 for문의 증감식 또는 while문, do-while문의 조건식으로 이동한다.
continue문은 반복문을 종료하지 않고 계속 반복을 수행한다는 점이 break문과 다르다.

public class ContinueExample {
	public static void main(String[] args) throws Exception {
		for(int i=1; i<=10; i++ {
			if(i%2 != 0) { //2로 나눈 나머지가 0이 아닐경우, 즉 홀수인 경우
				continue;
			}
			System.out.println(i); //홀수는 실행되지 않는다.
		}
	}
}

조건을 만족한 경우 continue문을 실행해서 그 이후의 문장을 실행하지 않고 다음 반복으로 넘어간다.