[Java] 자바의 연산자

목표

자바가 제공하는 다양한 연산자를 학습하세요.

학습할 것

• 산술 연산자
• 비트 연산자
• 관계 연산자
• 논리 연산자
• instanceof
• assignment(=) operator
• 화살표(->) 연산자
• 3항 연산자
• 연산자 우선 순위
• (optional) Java 13. switch 연산자

 

 

•  

산술 연산자

• Binary Operator(이항)

  • +, -, *, /, %(Modulo)
  • ArithmeticException 발생 가능
    • Divide by zero
    • Modulo by zero 

비트 연산자

• Binary Operator(이항)
  • &(AND)
  • |(OR)
  • ^(XOR)
  • >> (right SHIFT)
  • << (left SHIFT)
  • >>> (unsigned right SHIFT) : 비트값을 오른쪽으로 이동한 이후 왼쪽 공간은 모두 0로 채움, C/C++ 에 없음
• Unary Operator(단일항)
  • ~(NOT, 비트 패턴 반전)

int a = 3 & 1;  // 0011 & 0001 = 1
int b = 2 | 1;  // 0010 | 0001 = 3
int c = 3 ^ 1;  // 0011 ^ 0001 = 2
int d = b >> 1; // 0011 에서 왼쪽으로 1칸 이동, 1(0001)
int e = b << 1; // 0011 에서 오른쪽으로 1칸 이동, 6(0110)
int f = ~a;     // 0001 -> 1111 1111 1111 1111 1111 1111 1111 1110
// 1000 0000 0000 0000 0000 0000 0000 0000
// ->
// 0100 0000 0000 0000 0000 0000 0000 0000
int g = -2147483648 >>> 1;

관계 연산자

• Binary Operator(이항)
  • == : Equal to
  • != : Not equal to
  • > : greater than
  • < : less than
  • >= : greater than or equal to
  • <= : less than or equal to
• primitive type 인 피연산자에서 연산 가능
• 연산 결과 타입은 boolean

논리 연산자

• Binary Operator(이항)
  • && (LOGICAL AND)
  • || (LOGICAL OR)
• 피연산자의 타입은 boolean
• 연산 결과 타입은 boolean

instanceof

• Type introspection : 실행 시간에 객체의 타입이나 속성을 검사하는 프로그램의 능력을 뜻함

• Java 에서 대표적인 type introspection

• 객체의 타입을 비교할 때 사용

• null 은 어떤 것의 instance 도 아님

class Test {
  ...
}

class Test2 extends Test{
  ...
}

class Operator{
    public static void main(String[] args) {
        Test obj1 = new Test();
        Test obj2 = new Test2();
        System.out.println(obj1 instanceof Test);    // true
        System.out.println(obj1 instanceof Test2);   // false
        System.out.println(obj2 instanceof Test);    // true, 상속 관계이기 때문?
        System.out.println(obj2 instanceof Test2);   // true
        System.out.println(null instanceof Object);  // false
    }
}

Assignment(=) operator

• Binary Operator(이항)
  • = (ASSIGN)
  • += (ADD and ASSIGN)
  • -= (SUBTRACT and ASSIGN)
  • *= (MULTIPLY and ASSIGN)
  • /= (DIVIDE and ASSIGN)
  • %= (MODULO and ASSIGN)
  • &= (AND and ASSIGN)
  • ^= (XOR and ASSIGN)
  • |= (OR and ASSIGN)
  • <<= (LEFT SHIFT and ASSIGN)
  • >>= (RIGHT SHIFT and ASSIGN)
  • >>>= (UNSIGNED RIGHT SHIFT and ASSIGN)
• 객체에 값을 할당
• 다른 연산자와 묶어서 사용 가능
• declaration statement, assignment expression 에서 사용됨
• Java 는 reference type 의 경우 주소값을 할당한다는것에 주의해야 함

화살표(->) 연산자

• 8 버전부터 람다 표현식(lambda expression) 이 공식적으로 적용되었음

• 함수형 프로그래밍(Functional programming) 표현

  • side-effect 발생을 최소화 하기 위함
  • 조건
    • Pure function
    • Anonymous function
    • Higher-order function
  • Java 에서는 하나의 메소드가 선언된 인터페이스

• 화살표 연산자는 Java 에서 람다 표현식의 syntax 일부

  (argument, ...) -> {expression}

interface Test{
    int func(int a);
}

class Test2 {
    public void func(Test test){
        int value = test.func(3);
        System.out.println(value);
    }
}

class Operator{
    public static void main(String[] args) {
        Test2 test2 = new Test2();
				// lambda expression 사용 X 버전
        test2.func(new Test() {
            public int func(int a){
                return a + 2;
            }
        });
				// lambda expression 사용 버전
        test2.func((a) ->{
            return a + 2;
        });
    }
}

3항 연산자

• Conditional Operator

  • ?:

  • 구조

    Conditional Expression ? Expression(true인 경우) : Expression(false 인 경우);

• 3항 연산자 사용 VS if-else 사용

  • 3항 연산자: expression
  • if-else: statement
  • 문법적인 의미로 보자면 3항 연산자는 expression 이므로 statement 내부 expression이 위치할 수 있는 모든 곳에서 사용 가능, expression 이므로 3항 연산자 자체를 중첩해서 사용 가능

 

int a = 2;
// if-else statement 사용
if(a == 2){
a += 1;
}
else{
a += 2;
}

// 3항 연산 사용
a == 2 ? a += 1 : a+=2 ;

연산자 우선 순위

기본적으로 연산자에는 우선순위가 있으며, 괄호의 우선순위가 제일 높고, 산술 > 비교 > 논리 > 대입의 순서이며, 단항 > 이항 > 삼항의 순서이다. 연산자의 연산 진행방향은 왼쪽에서 오른쪽으로 수행되며, 단항 연산자와 대입 연산자의 경우에는 오른쪽에서 왼쪽으로 수행된다. 

OperatorsPrecedence

postfix	expr++ expr--
unary	++expr --expr +expr -expr ~ !
multiplicative	* / %
additive	+ -
shift	<< >> >>>
relational	< > <= >= instanceof
equality	== !=
bitwise AND	&
bitwise exclusive OR	^
bitwise inclusive OR	|
logical AND	&&
logical OR	||
ternary	? :
assignment	= += -= *= /= %= &= ^= |= <<= >>= >>>=

 

Ref. https://docs.oracle.com/javase/tutorial/java/nutsandbolts/operators.html

• 동일 선상에 있는 연산자들은 동일한 우선 순위를 가짐
• 할당 연산 제외한 Binary Operator 는 left ⇒ right 로 평가
• 할당 연산은 right⇒ left 로 평가

(optional) Java 13. switch 연산자

• 기존에 존재하는 switch statement 를 expression으로 추가한걸로 보임

  • Ref. https://docs.oracle.com/en/java/javase/13/language/switch-expressions.html

• 구조

switch(expression){
	case expression -> expression;
	...
	default -> expression
};

switch(expression){
	case expression:
		expression;
		yield expression;
	...
	default:
		expression;
		yield expression;
};

• 차이점

  • case : 말고도 case -> 사용 가능
    • 화살표인 경우 branch fall-through 가 아님
    • 중괄호로 감싸야 하는 경우
      • multiple statement 를 적용
      • throw statement 사용, expression이 아닌 경우
  • break statement 대신 yield statement 사용

• oracle 문서에서는 arrow case 라벨을 사용하는 것을 권장함

  • 이유:
    • colon case 라벨을 사용하면 헷갈릴 수 있음
    • 헷갈리게 되면 의도하지 않은 fall through 가 발생할 수 있음