반복문과 배열 그리고 예외처리

1. 반복문

1) for 문

가장 많이 사용하는 반복문

  for(초기문; 조건식; 반복후 작업) {
    .. 작업문 ..
  }

  //반복후 작업문에 콤마로 분리하여 2 문장 작성가능 
  for(int i = 0; i < 10; System.out.println(i), i++) {
    System.out.println(i);
  }

  for(int i = 0; i < 10; i++) 
    System.out.print(i);

  // 무한반복
  for(초기문; true; 반복 후 작업) { 
    ...........
  }

  // 무한 반복
  for(초기문; ; 반복 후 작업) {
    ...........
  }    

[예제 3-1] for 문을 이용하여 1부터 10까지 합 출력하기

  public class ForSample {
    public static void main(String[] args) {
      int i, sum = 0;
      for(i = 1; i <= 10; i++) { // 1~10까지 반복 
        sum += i;
        System.out.print(i); // 더하는 수 출력

        if(i <= 9) // 1~9까지는 '+' 출력 
          System.out.print("+");
        else { // i가 10인 경우
          System.out.print("="); // '=' 출력하고
          System.out.print(sum); // 덧셈 결과 출력 
        }
      }
    } 
  }

2) while 문

조건식이 ‘참’인 동안 반복 실행

  while(조건식) {
    .. 작업문 ..
  }

  int i = 0;
  while( i < 10) { // 0에서 9까지 출력
    System.out.print(i);
    i++;
  }

0123456789

[예제 3-2] while 문을 이용하여 입력된 정수의 평균 구하기

  import java.util.Scanner;

  public class WhileSample {
    public static void main(String[] args) { 
      Scanner scanner = new Scanner(System.in);
      int count = 0, n = 0; 
      double sum = 0;
      System.out.println("정수를 입력하고 마지막에 0을 입력하세요.");

      while((n = scanner.nextInt()) != 0) { // 0이 입력되면 while 문 벗어남 
        sum = sum + n;
        count++;
      }
      System.out.print("수의 개수는 " + count + "개이며 "); 
      System.out.println("평균은 " + sum/count + "입니다.");
      scanner.close(); }
}

3) do-while 문

조건식이 ‘참’인 동안 반복 실행 작업문은 한 번 반드시 실행

  do {
    .. 작업문 ..

  } while(조건식);

  int i = 0;
  do { // 0에서 9까지 출력
    System.out.print(i);
    i++;
  } while(i<10);

  //0123456789

[예제 3-3] do-while 문을 이용하여 ‘a’에서 ‘z’까지 출력하기

  public class DoWhileSample {
    public static void main (String[] args) {
      char a = 'a';
      do {
        System.out.print(a);
        a = (char) (a + 1);
      } while (a <= 'z');

  // abcdefghijklmnopqrstuvwxyz
} 

4) 중첩 반복

반복문이 다른 반복문을 내포하는 구조

  for(int i = 0; i < 100; i++) { // 100개 학교 성적을 더한다. 

    for (int j = 0; j < 10000; j++) { // 10000명의 학생 성적을 더한다.
      ...
      ...
    }
    ...
  }

10000명의 학생이 있는 100개 대학의 모든 학생 성적의 합을 구할 때, for 문을 이용한 이중 중첩 구조

[예제 3-4] 중첩을 이용한 구구단 출력하기

  public class NestedLoop {
    public static void main(String[] args) {
      for(int i = 1; i < 10; i++) { // 단에 대한 반복. 1단에서 9단 
        for(int j = 1; j < 10; j++) { // 각 단의 곱셈
          System.out.print(i + "*" + j + "=" + i*j); // 구구셈 출력
          System.out.print('\t'); // 하나씩 탭으로 띄기 
        }
        System.out.println(); // 한 단이 끝나면 다음 줄로 커서 이동 
      }   
    }
  }

5) continue 문

반복문을 빠져 나가지 않고, 다음 반복으로 제어 변경 반복문에서 continue; 문에 의한 분기

  import java.util.Scanner; 

  public class ContinueExample {
    public static void main(String[] args) { 
      Scanner scanner = new Scanner(System.in);
      System.out.println("정수를 5개 입력하세요."); 
      int sum = 0;

      for(int i = 0; i < 5; i++) {
        int n = scanner.nextInt();
        if(n <=0 ) 
          continue; // 0이나 음수인 경우 더하지 않고 다음 반복으로 진행 
        else sum += n; // 양수인 경우 덧셈
      }
    System.out.println("양수의 합은 " + sum);
    scanner.close(); 
    }
  }

정수를 5개 입력하세요.
5 -2 6 10 -4
양수의 합은 21

6 break 문

하나의 반복문만 벗어남
중첩 반복의 경우 안쪽 반복문의 break 문이 실행되면 안쪽 반복문만 벗어남

[예제 3-6] break 문을 이용하여 while 문 벗어나기

  import java.util.Scanner; 
  public class BreakExample {
    public static void main(String[] args) {
      Scanner scanner = new Scanner(System.in); 
      System.out.println("exit을 입력하면 종료합니다.");
      while(true) {
        System.out.print(">>");
        String text = scanner.nextLine(); 
        if(text.equals("exit")) // "exit"이 입력되면 반복 종료
          break; // while 문을 벗어남
        System.out.println("종료합니다...");
        scanner.close(); 
      }
    }
  }

exit을 입력하면 종료합니다.
>>edit
>>exit
종료합니다...

2. 배열

1) 자바배열

• 인덱스와 인덱스에 대응하는 데이터들로 이루어진 자료 구조
• 배열을이용하면한번에많은메모리공간선언가능
• 배열은 같은 타입의 데이터들이 순차적으로 저장되는 공간
  • 원소 데이터들이 순차적으로 저장됨
  • 인덱스를 이용하여 원소 데이터 접근
  • 반복문을 이용하여 처리하기에 적합한 자료 구조
• 배열 인덱스
  • 0부터시작
  • 인덱스는 배열의 시작 위치에서부터 데이터가 있는 상대 위치

2) 자바 배열의 필요성과 모양

1. 10개의 정수형 변수를 선언하는 경우

     int i0, i1, i2, i3, i4, i5, i6, i7, i8, i9;
   
     sum = i0 + i1 + i2 + i3 + i4 + i5 + i6 + i7 + i8 + i9;
   

2. 10개의 정수로 구성된 배열을 선언하는 경우

     int i[] = new int[10];
   
     for (int sum = 0, n = 0; n < 10; n++) {
       sum += i[n];
     }
   

3) 배열 선언 및 생성

1. 배열에 대한 래퍼런스 변수 intArray 선언

     int intArray [];
   

2. 배열

     intArray = new int [5];
   

배열 선언 : 배열의 이름 선언(배열 레퍼런스 변수 선언)

  int intArray []; 또는
  int[] intArray;

  int intArray[5]; // 크기 지정안됨

배열 생성: 배열 공간 할당 받는 과정

  intArray = new int[5];        // 또는
  int intArray[] = new int[5];  // 선언과 동시에 배열 생성

배열 초기화 : 배열 생성과 값 초기화

  intintArray[] = {4, 3, 2, 1, 0}; //5개의정수배열생성및값초기화 
  double doubleArray[] = {0.01, 0.02, 0.03, 0.04}; // 5개의 실수 배열 생성 및 값 초기화

4) 배열을 초기화하면서 생성한 결과

별다른 내용 없어 생략

5) 배열 인덱스와 배열 원소 접근

• 배열의인덱스는0~ (배열크기–1)

    int intArray = new int[5];  // 인덱스는 0~4까지 가능
    intArray[0] = 5;            // 원소 3에 6 저장
    intArray[3] = 6;            // 원소 3에 6 저장
    int n = intArray[3];        // 원소 3의 값을 읽어 n에 저장
  

• 인덱스를 잘못 사용한 경우

    int n = intArray[-2]; // 인덱스로 음수 사용 불가
    int m = intArray[5]; // 5는 인덱스의 범위(0~4) 넘었음
  

• 반드시 배열 생성 후 접근

    int intArray []; // 레퍼런스만 선언함
    intArray[1] = 8; // 오류. 배열이 생성되어 있지 않음
  

6) 레퍼런스 치환과 배열 공유

레퍼런스 치환으로 두 레퍼런스가 하나의 배열 공유

  int intArray[] = new int[5];
  int myArray[] = intArray; // 레퍼런스 치환으로 배열 공유

  intArray[1] = 6;
  myArray[1] = 6;

7) 배열 선언 및 생성

[예제 3-7] 배열 선언 및 생성

  import java.util.Scanner; 

  public class ArrayAccess {
    public static void main(String[] args) { 
      Scanner scanner = new Scanner(System.in);
      int intArray[];
      intArray = new int[5];
      int max = 0; // 현재 가장 큰 수 
      System.out.println("양수 5개를 입력하세요.");

      for(int i = 0; i < 5; i++) {
        intArray[i] = scanner.nextInt(); // 입력 받은 정수를 배열에 저장 
        if(intArray[i] > max)
          max = intArray[i]; // max 변경 
      }
      System.out.print("가장 큰 수는 " + max + "입니다.");
      scanner.close(); 
    }
  }

8) 배열의 크기, length 필드

자바의 배열은 객체로 처리
배열 객체의 length 필드 : 배열의 크기는 배열 객체의 length 필드에 저장

int intArray[];
intArray = new Int[5];

int size = intArray.length;

size는 5

length 필드를 이용하여 배열의 모든 값을 출력하는 사례

  for(int i = 0; i < intArray.length; i++) // intArray 배열 크기만큼 루프를 돈다. 
  System.out.println(intArray[i]);

[예제 3-8] 배열의 length 필드 활용

  import java.util.Scanner; 
  public class ArrayLength {
    public static void main(String[] args) { 
      Scanner scanner = new Scanner(System.in);

      System.out.println("5개의 정수를 입력하세요.");
      int intArray[] = new int[5];
      double sum = 0.0;

      for(int i = 0; i < intArray.length; i++)
        intArray[i] = scanner.nextInt(); // 키보드에서 입력받은 정수 저장 

      for(int i = 0; i < intArray.length; i++)
        sum += intArray[i]; // 배열에 저장된 정수 값을 더하기

      System.out.print("평균은 " + sum/intArray.length);
      scanner.close(); 
    }
  }

5개의 정수를 입력하세요.
23459
평균은 4.6.

9) 배열과 for-each 문

배열이나 나열(enumeration)의 원소를 순차 접근하는데 유용한 for 문

  for(변수 : 배열레퍼런스) {
    .. 반복작업문 ..
  }

  for(int i = 0; i < n.length; i++) {
    int k = n[i];
    sum += k;
  }

  // for-each문으로 정수 배열의 합을 구함
  int [] n = { 1, 2, 3, 4, 5};
  int sum = 0;
  for (int k : n) {
    sum += k; // 반복될 때마다 k는 n[0], n[1], ..., n[4]로 번갈아 설정됨
  }

[예제 3-9] for-each 문 활용

  public class foreachEx {
    public static void main(String[] args) {
      int [] n = { 1,2,3,4,5 };
      int sum = 0;
      for(int k : n) { // k는 n[0], n[1], ..., n[4]로 반복
        System.out.print(k + " "); // 반복되는 k 값 출력
        sum += k; 
      }
      System.out.println("합은 " + sum);
      String f[] = { "사과", "배", "바나나", "체리", "딸기", "포도" };
      for(String s : f) // s는 f[0], f[1], ..., f[5]로 반복 
        System.out.print(s + " ");      
    }   
  }

1 2 3 4 5 합은 15
사과 배 바나나 체리 딸기 포도

10) 2차원 배열

2차원 배열 선언

  int intArray[][];  // 또는 
  int[][] intArray;  

2차원 배열 생성

  intArray = new int[2][5];
  int intArray[] = new int[2][5]; // 배열 선언과 생성 동시

2차원 배열의 구조

int i[][] = new int[2][5];
int size1 = i.length;     // 2 : 2차원 배열의 행의 개수
int size2 = i[0].length;  // 5 : 0번째 행의 열의 개수
int size3 = i[1].length;  // 5 : 1번째 행의 열의 개수

11) 2차원 배열의 초기화

배열 선언과 동시에 초기화

  int intArray[][] = {{ 0, 1, 2}, { 3, 4, 5}, {6, 7, 8}};    // 3x3 배열 생성
  char charArray[][] = {{'a', 'b', 'c'}, {'d', 'e', 'f'}};   // 2x3 배열 생성
  double doubleArray[][] = {{0.01, 0.02}, {0.03, 0.04}};     // 2x2 배열 생성

[예제 3-10] 2차원 배열 생성 및 활용하기

  public class ScoreAverage {
    public static void main(String[] args) {
      double score[][] = { 
                          {3.3, 3.4}, // 1학년 1, 2학기 평점 
                          {3.5, 3.6}, // 2학년 1, 2학기 평점 
                          {3.7, 4.0}, // 3학년 1, 2학기 평점
                          {4.1, 4.2} }; // 4학년 1, 2학기 평점
      double sum = 0;
      for(int year = 0; year < score.length; year++) // 각 학년별로 반복, 4
        for(int term = 0; term < score[year].length; term++) // 각 학년의 학기별로 반복,2
          sum += score[year][term]; // 전체 평점 합 

      int n = score.length; // 배열의 행 개수, 4
      int m = score[0].length; // 배열의 열 개수, 2 
      System.out.println("4년 전체 평점 평균은 " + sum/(n*m));
} }

4년 전체 평점 평균은 3.725

12) 메소드의 배열 리턴

배열 리턴 : 배열의 레퍼런스만 리턴(배열 전체가 리턴되는 것이 아님)
메소드의 리턴 타입

• 리턴하는 배열타입과 리턴받는 배열타입 일치
• 리턴 타입에 배열의 크기를 지정하지 않음

  int[] intArray;
  intArray = makeArray(); // 함수 호출

메소드의 배열 리턴

[예제 3-11] 일차원 정수 배열을 생성하여 리턴하는 makeArray()를 작성하고, 이 메소드 로부터 배열을 전달받는 프로그램을 작성하라

  public class ReturnArray { 
    static int[] makeArray() {
      int temp[] = new int[4]; //makeArray()가 종료해도 생성된 배열은 소멸되지 않음. 
      for(int i = 0; i < temp.length; i++)
        temp[i] = i; // 배열 초기화, 0, 1, 2, 3 
      return temp; // 배열 리턴      
    }

    public static void main(String[] args) {
      int intArray[];
      intArray = makeArray(); // 메소드가 리턴한 배열 참조 
      for(int i = 0; i < intArray.length; i++)
        System.out.print(intArray[i] + " "); 
    }
}

0123

3. 자바의 예외처리

1) 자바의 예외처리

예외(Exception)

• 실행 중 오동작이나 결과에 악영향을 미치는 예상치 못한 상황발생
• 자바에서는 실행 중 발생하는 에러를 예외로 처리

실행 중 예외가 발생하면

• 자바 플랫폼은 응용프로그램이 예외를 처리하도록 호출
• 응용프로그램이 예외를 처리하지 않으면 프로그램 강제 종료 시킴

예외 발생 경우

• 정수를 0으로 나누는 경우
• 배열의 크기보다 큰 인덱스로 배열의 원소를 접근하는 경우
• 정수를 읽는코드가 실행되고 있을때 사용자가 문자를 입력한 경우

2) 0으로 나누기 시 예외 발생 [예제 3-12]

  import java.util.Scanner; 

  public class DivideByZero {
    public static void main(String[] args) { 
      Scanner scanner = new Scanner(System.in); 

      int dividend; // 나뉨수
      int divisor;  // 나눗수
      System.out.print("나뉨수를 입력하시오:");

      dividend = scanner.nextInt(); // 나뉨수 입력 
      System.out.print("나눗수를 입력하시오:");
      divisor = scanner.nextInt(); // 나눗수 입력 
      System.out.println(dividend + "를 " + divisor + "로 나누면 몫은 " + dividend/divisor + "입니다.");  //divisor가 0이므로 ArithmeticException예외 발생
    }   
  }

나뉨수를 입력하시오:100
나눗수를 입력하시오:0
Exception in thread "main" java.lang.ArithmeticException: / by zero at DivideByZero.main(DivideByZero.java:13)

3) 자바의 예외처리, try-catch-finally 문

발생한 예외에 대해 개발자가 작성한 프로그램 코드에서 대응하는 것

• try-catch-finally 문 사용
• finally 블록은 생략 가능

  try {
    // 예외가 발생할 가능성이 있는 실행문(try 블록)

  } catch (처리할 예외 타입 선언) {
    // 예외 처리문(catch 블록)
  } finally { // 생략가능
    // 예외발생 여부와 상관없이 무조건 실행되는 문장 (finally 블록) 
  }

4) 예외가 발생/발생하지 않는 경우 제어의 흐름

생략

5) 자바의 예외 클래스

자바 플랫폼은 응용프로그램이 실행 중 오류를 탐지할 수 있도록 많은 예외를 클래스 형태로 제공

예외 타입(예외 클래스)	예외 발생 경우	패키지
ArithmeticException	정수를 0으로 나눌 때 발생	java.lang
NullPointerException	null 레퍼런스를 참조할 때 발생	java.lang
ClasCastException	변환할 수 없는 타입으로 객체를 변환할 때 발생	java.lang
OutOfMemoryError	메모리가 부족한 경우 발생	java.lang
ArrayIndexOutOfBoundsException	배열의 범위를 벗어난 접근 시 발생	java.lang
IllegalArgumentException	잘못된 인자 전달 시 발생	java.lang
IOException	입출력 동작 실패 또는 인터럽트 시 발생	java.io
NumberFormatException	문자열이 나타나는 숫자와 일치하지 않는 타입의 숫자로 변환 시 발생	java.lang
InputMismatchException	Scanner 클래스의 nextInt()를 호출하고 정수로 입력받고자 하였지만, 사용자가 'a' 등과 같이 문자를 입력한 경우	java.util

배열의 범위를 벗어나 원소를 접근하는 예외 처리 ArrayIndexOutOfBoundsException 예외

  int intArray [] = new int[5];
  try {
    intArray[3] = 10; // 예외 발생하지 않음
    intArray[6] = 5; // 문장 실행 시 ArrayIndexOutOfBoundsException 예외 발생
  } catch(ArrayIndexOutOfBoundsException e) { // 객체 e에 예외 정보가 넘어옴
    System.out.println("배열의 범위를 초과하여 원소를 접근하였습니다."); 
  }

6) 0으로 나누는 예외에 대처하는 try-catch 블록

[예제 3-13]

  import java.util.Scanner;
  public class DevideByZeroHandling {
    public static void main(String[] args) { 
      Scanner scanner = new Scanner(System.in); 

      int dividend; // 나뉨수
      int divisor; // 나눗수
      System.out.print("나뉨수를 입력하시오:"); 
      dividend = scanner.nextInt(); // 나뉨수 입력 
      System.out.print("나눗수를 입력하시오:"); 
      divisor = scanner.nextInt(); // 나눗수 입력 
      try {
        System.out.println(dividend+"를 " + divisor + "로 나누면 몫은 " + dividend/divisor + "입니다.");         
      } catch(ArithmeticException e) { // ArithmeticException 예외 처리 코드 
        System.out.println("0으로 나눌 수 없습니다!");
      } finally {
        scanner.close(); // 정상적이든 예외가 발생하든 최종적으로 scanner를 닫는다. 
      }
    }
  }

나뉨수를 입력하시오:100
나눗수를 입력하시오:0
0으로 나눌 수 없습니다.

7) 입력 오류 시 발생하는 예외(InputMismatchException)

[예제 3-14]

  import java.util.Scanner;
  import java.util.InputMismatchException;
  public class InputException {
    public static void main(String[] args) {      
      Scanner scanner = new Scanner(System.in); 
      System.out.println("정수 3개를 입력하세요"); 

      int sum = 0, n = 0;
      for(int i = 0; i < 3; i++) {        
        System.out.print(i+">>"); 
        try {
          n = scanner.nextInt(); // 정수 입력 
        } catch(InputMismatchException e) {
          System.out.println("정수가 아닙니다. 다시 입력하세요!"); 
          scanner.next(); // 입력 스트림에 있는 정수가 아닌 토큰을 버린다. 
          i--; // 인덱스가 증가하지 않도록 미리 감소
          continue; // 다음 루프
        }
        sum += n; // 합하기
      }
      System.out.println("합은 " + sum);
      scanner.close(); 
    }
  }

정수 3개를 입력하세요
0>>5
1>>R
정수가 아닙니다. 다시 입력하세 요!
1>>4 2>>6 합은 15