JAVA - 연산자의 종류(Types of Operators)

Java에서 두 변수를 두고 사이에 연산을 할 경우에는 여러가지 형태에 따라 연산자를 사용합니다.

각 연산자의 종류와 연산자의 우선순위를 아래의 표를 통해 쉽게 확인할 수 있습니다.

연산자는 수학시간에 배우는 연산자라고 생각하면 이해하기 쉽습니다.

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단항연산자

Java의 단항 연산자의 종류는 증감 연산자, 부호 연산자, 비트전환 연산자, 논리부정 연산자로 구성됩니다.

각 단항 연산자의 종류별 연산방법과 그 예제를 살펴보겠습니다.

1. 증감 연산자 : ++ , –

증가 연산자 ++ : 피연산자를 1 증가시킵니다. 감소 연산자 – : 피연산자를 1 감소시킵니다.

증감연산자는 피연산자 앞에 쓰는 전위형과 뒤에 쓰는 후위형이 있습니다.

전위형 : i값을 1 증가시킨 후 i를 읽어옵니다.

++i;

후위형 : i를 읽어온 후 1 증가시킵니다.

i++;

▶ 전위형의 연산방법

i = 5;
j = 0;;

j = ++i;     //i값을 먼저 1 증가시킨 뒤 값을 j에 대입한다.

그러므로 i = 6, j = 6 이 된다.

▶ 후위형의 연산방법

i = 5;
j = 0;;

j = i++;     //i값을 먼저읽어 j에 대입한 후 i값을 1 증가시킨다.

그러므로 i = 6, j = 5 가 된다.

증감연산자는 피연산자의 앞에 있는지 뒤에 있는지에 따라 연산순서가 다르기 때문에 자주사용하지 않으면 헷갈리기 쉽습니다.

2. 부호연산자 : +, -

수학에서 변수 앞의 부호라고 생각하면 됩니다.

• +x : +1 * x
• -x : -1 * x

int x = -10;
int y = +x;         // +1 * -10   =>   y = -10 이 된다.

y = -x;             // -1 * -10   =>   y = 10 이 된다.

3. 비트전환 연산자 : ~

비트전환 연산자(~)는 정수형과 char형에만 사용됩니다.

피연산자를 2진수로 표현했을 때 0을 1로, 1을 0으로 바꿀 때 사용합니다.

※ 2진수 계산법
00001010 = 2^3 + 2^1 = 8 + 2 = 10 (부호비트가 0 이므로 +부호 생략)
(2^3은 2 * 2 * 2, 즉 2를 3번 곱한 것을 의미합니다.)

11110101 = 11110101의 보수 + 1 = 00001010 + 1 = 00001011 = 2^3 + 2^1 + 1 = 8 + 2 + 1 = 11 (부호비트가 1 이므로 - 부호 붙임) => -11

4. 논리부정 연산자 : !

논리부정연산자(!)는 boolean형에만 사용할 수 있습니다.

true는 false로, false는 true로 바꿀때 사용합니다.

boolean check = true;
check = !check;           //true를 false로 바꾸기 때문에 check = false가 됩니다.

산술연산자

산술 연산자는 연산을 수행하기 전에

• 크기가 4byte 이하인 자료형을 int로 변환합니다. (byte, char, short -> int)
• 피연산자들의 타입을 서로 일치시킵니다.

각 산술 연산자의 종류별 연산방법과 그 예제를 살펴보겠습니다.

1. 사칙연산자 : +, -, *, /

• int형 (4byte)보다 크기가 작은 자료형은 int형으로 형변환 후에 연산을 수행합니다.
  • byte + short => int + int => int
• 두 개의 피연산자 중 자료형의 표현범위가 큰 쪽에 맞춰서 형변환 된 후 연산을 수행합니다.
  • int + float => float + float => float
• 정수형 간의 나눗셈에서 0으로 나누는 것은 금지되어 있습니다.

※주의사항

byte a = 10;
byte b = 20;
//byte c = a + b;    //컴파일 에러
byte c = (byte)(a+b);

a + b 의 결과는 int형이므로 char 변수에 값을 대입하려면 반드시 형변환 해야합니다.

2. 나머지연산자 : %

왼쪽의 피연산자를 오른쪽 피연산자로 나누고 난 나머지 값을 돌려주는 연산자입니다.

10 % 8   =  2

3. 쉬프트연산자 : «. », »>

쉬프트연산자는 정수형 변수에만 사용할 수 있습니다.

x « n 은 x * 2^n의 결과와 같다.

x » n 은 x / 2^n의 결과와 같다.

‘«‘연산자의 경우, 피연산자의 부호에 상관없이 자리를 왼쪽으로 이동시키며, 빈칸을 0으로 채웁니다.

‘»‘연산자의 경우, 피연산자가 양수인경우 자리를 이동시키면서 0으로 채우고, 피연산자가 음수인 경우 음수의 부호를 유지시키기위해 빈자리를 1로 채웁니다.

‘»>‘연산자의 경우, 부호에 상관없이 항상 0으로 빈자리를 채웁니다.

아래의 예제를 통해 쉬프트 연산자가 어떻게 연산이 되는지 살펴보겠습니다.

8 « 0

8 « 1

8 « 2

-8 « 0

-8 « 1

-8 « 2

위와 같은 과정으로 연산이 진행됩니다.

비교연산자

비교 연산자는 크기를 비교하는 대소비교 연산자와 같은지를 비교하는 등가비교 연산자로 분류됩니다.

1. 대소비교 연산자 : <, >, <=, >=

두 피연산자의 크기를 비교하는 연산자입니다. 연산결과는 boolean형으로 나옵니다.

2. 등가비교 연산자 : ==, !=

x == y : x와 y가 같으면 true, 다르면 false.

x != y : x와 y가 다르면 true, 같으면 false.

※ String은 예외적으로 문자열 결합에 '+'를 사용하는 것을 허용합니다.
== 대신 equals()를 사용해야 합니다.
== 는 주로 null인지 확인할 때 사용합니다.

논리연산자, 비트연산자

피연산자로 참, 또는 거짓을 구분할 때는 논리 연산자와 이진 비트연산을 하는 비트 연산자가 있습니다.

1. 논리연산자 : &&, ||

논리연산자는 피연산자로 boolean형 또는 boolean형 값을 결과로 하는 조건식만을 허용합니다.

그리고 &&가 ||보다 우선순위가 높기때문에 한 조건식에서 함께 사용될 때는 괄호를 사용해서 우선순위를 명확히 해주는 것이 좋습니다.

&& : 피연산자 양쪽 모두 true이어야 true 결과를 얻습니다.

|| : 피연산자 중 어느 한 쪽만 true이면 true를 결과로 얻습니다.

2. 비트연산자 : &, |, ^

비트연산자는 이진 비트연산을 수행합니다.

& : 피연산자 양 쪽이 모두 1 이어야 1을 결과로 얻습니다.

| : 피연산자 중 한 쪽의 값이 1이면, 1을 결과로 얻습니다.

^ : 피연산자의 값이 서로 다를 때 1을 결과로 얻습니다.

아래의 예제를 통해 비트 연산자가 어떻게 연산이 되는지 살펴보겠습니다.

3 & 5 = 1

3 | 5 = 7

3 ^ 5 = 6

삼항연산자

삼항연산자는 연산에 필요한 피연산자가 세 개입니다.

▶ 연산방법

삼항연산자를 사용하려면 참(true) 또는 거짓(false)일 경우 return 할 식1, 식2(또는 값) 를 저장할 매개변수(check)를 함께 사용해야 합니다. return 할 식은 boolean 형이거나, int, String, 기타 Object 형으로 분류할 수 있습니다.

아래의 예제를 통해 삼항 연산자가 어떻게 연산이 되는지 살펴보겠습니다.

▶ 사용예제 : int

public class TernaryOperatorExample1 {
	public static void main(String[] args) {
		int sal = 5000;
		int salAverage = (sal > 4000) ? 50 : 100;

		System.out.println("salAverage : " + salAverage);
	}
}

<결과>
salAverage : 50

▶ 사용예제 : String

public class TernaryOperatorExample2 {
	public static void main(String[] args) {
		int num = 27;
		String result = (num % 2 == 0) ? "짝수" : "홀수";

		System.out.println("result : " + result);
	}
}

<결과>
result : 홀수

▶ 사용예제 : Object

class Product extends Object{
	public String toString() {
		return "Product";
	}
}

class Audio extends Product{
	public String toString() {
		return "Audio";
	}
}

class TV extends Product{
	public String toString() {
		return "TV";
	}
}

public class TernaryOperatorExample3 {
	public static void main(String[] args) {
		Product audio = new Audio();
		Product tv = new TV();

		Product product = (audio instanceof Product) ? audio : tv;

		System.out.println("product : " + product);
	}
}

<결과>
product : Audio

대입연산자

대입연산자는 변수에 값 또는 수식의 연산결과를 저장하는데 사용됩니다.

대입연산자의 왼쪽에는 반드시 변수가 위치해야 하며, 오른쪽에는 리터럴이나 변수 또는 수식이 올 수 있습니다.

변수 앞에 키워드 final을 붙이면 상수(constant)를 의미합니다. 상수는 선언과 동시에 값을 저장해야 하며, 한 번 저장된 값은 바꿀 수 없습니다.

▶ 대입연산자의 종류

여기까지 Java에서 사용하는 연산자의 종류에 대해 알아봤습니다.