[JAVA기초(3)] 상수, 데이터 오버플로우, 형변환

📍 상수란?

: 단 한 번만 저장할 수 있는 메모리를 의미한다.

 

📍 상수 선언 방법

final int AGE;

 

💡 상수 초기화 이후 다른 값 대입 불가

💡 상수는 관례적으로 대문자로 표기

 

package example.variable;
public class Variable {	
	public void testFinal() {
		//상수테스트
		int size; //변수
		final int SIZE; //상수
		
		size = 10;
		SIZE = 10;
		
		System.out.println("=== 값 변경 전 ===");
		System.out.println("size : " + size);
		System.out.println("SIZE : " + SIZE);
		
		//변수의 값 변경
		size = 20;
		//SIZE = 20; //상수는 초기화 이후 다른 데이터 대입 불가
		
		System.out.println("=== 값 변경 후 ===");
		System.out.println("size : " + size);
		System.out.println("SIZE : " + SIZE);
	}
}

package example.variable;

public class Run {

	public static void main(String[] args) {
		Variable var = new Variable();
		var.testFinal();
	}
}
//=== 값 변경 전 ===
// : 10
//SIZE : 10
//=== 값 변경 후 ===
//size : 20
//SIZE : 10

 

📍 데이터 오버플로우

🔹 byte형 : -128 ~ 127 표현할 수 있음

 

💡 디지털공학 지식 다시 떠올리기!

1byte = 8bit = 2^8 -> 256가지 표현 가능

맨 처음 비트로 부호표현(0:양수, 1:음수)을 하고 나머지 7비트로 수를 표현하니까 

00000000~01111111 : 0부터 127

10000000~11111111 : -128부터 -1

2의보수로 음수 표현 방법 : 0과 1을 뒤집고 +1을 한다. 

 

package example.variable;
public class Variable {
	public void testOverflow() {
		//데이터 오버플로우 테스트
		System.out.println("byte의 최대값 : " + Byte.MAX_VALUE);
		System.out.println("byte의 최소값 : " + Byte.MIN_VALUE);
		
		//byte bnum = 128; //저장 가능 범위를 벗어나므로 에러 발생
		byte bnum = 127;
		bnum += 1;
		System.out.println("byte의 최대값+1 : " + bnum);
		
		bnum = -128;
		bnum -= 1;
		System.out.println("byte의 최소값-1 : " + bnum);
		
		int num1 = 100000;
		int num2 = 30000;
		
		//int의 저장 가능 범위는 약 21억이므로 30억이라는 값을 대입하면 오버플로우 발생
		
		int result1 = num1*num2;
		System.out.println("계산 결과(오버플로우) : " + result1);
		
		long result2 = (long)num1*num2;
		System.out.println("계산 결과 : " + result2);
	}
    }

package example.variable;
public class Run {
	public static void main(String[] args) {
		Variable var = new Variable();
		var.testOverflow();
	}
}
//byte의 최대값 : 127
//byte의 최소값 : -128
//byte의 최대값+1 : -128
//byte의 최소값-1 : 127
//계산 결과(오버플로우) : -1294967296
//계산 결과 : 3000000000

 

📍 형변환(casting)

: 값의 자료형을 바꾸는 것 (boolean 제외)

🔹 컴퓨터의 값 처리 원칙

1. 같은 종류 자료형만 대입 가능

2. 같은 종류 자료형만 계산 가능

3. 계산의 결과도 같은 종류의 값이 나와야 함

-> 이런 원칙이 지켜지지 않은 경우에 형 변환 필요!

 

📍 자동 형변환

: 컴파일러가 자동으로 값의 범위가 작은 자료형을 값의 범위가 큰 자료형으로 변환

💡 정수형 long형(8byte)을 실수형 float형(4byte)으로 자동 형변환 가능한 이유?

:정수와 실수의 저장방법의 차이 때문이다. float가 long보다 표현 가능한 수의 범위가 더 커서 자동 형변환이 가능하다.

💡 문자형 char가 어떻게 정수형 int로 자동 형변환 가능한가?

: 예를들어 문자A는 65값을 가진다. 문자형은 양수범위의 값을 가지기 때문에 음수를 포함하는 int로 자동 형변환 가능.

 

📍 강제 형변환 (명시적 형변환)

: 값의 범위가 큰 자료형을 값의 범위가 작은 자료형으로 변환

: 데이터 손실이 발생할 수 있음

예시)

double temp;

int name = (int)temp;

💡 int의 저장 가능 범위는 약 21억 4byte=32bit=2^32=약 21억

 

package example.variable;
public class Variable {
	public void testCasting() {
		//형변환 테스트
		boolean bool = true;
		//bool = 1; //형변환 불가
		
		//char -> int : 자동형변환
		int num = 'A';
		System.out.println("num : " + num);
		
		//char에 정수값 저장 가능(숫자에 해당하는 유니코드 문자)
		char ch = 66;
		System.out.println("ch : " + ch);
		
		//int -> char : 강제형변환
		char ch2 = (char)num;
		System.out.println("ch2 : " + ch2);
	}
	public void testCasting2() {
		//int와 long의 연산
		int inum = 4;
		long lnum = 8L;
		
		//1. int 결과
		int isum = (int)(inum + lnum);
		System.out.println("isum : " + isum);
		
		long lsum = inum + lnum;
		System.out.println("lsum : " + lsum);
		
		//byte, short의 연산 결과 : int
		byte bnum = 1;
		short snum = 2;
		
		int sum1 = bnum + snum;
		System.out.println("sum1 : " + sum1);
		
		//byte or short의 결과를 얻기 위해 강제형변환
		short sum2 = (short)(bnum + snum);
		System.out.println("sum2 : " + sum2);
		
	}
	public void testDataLoss() {
		//데이터 손실 테스트
		
		//정수 -> 실수
		long lnum = 100;
		float fnum = lnum;
		System.out.println("fnum : " + fnum);
		
		//실수 -> 정수
		//소수점 이하를 절삭하기 때문에 데이터 손실
		double dnum = 10.5;
		int inum = (int)dnum;
		System.out.println("inum : " + inum);
		
		//강제형변환으로 인해 데이터손실 발생
		int num = 200;
		System.out.println("num : " + num);
		
		byte bnum = (byte)num;
		System.out.println("bnum : " + bnum);
	}
}

package example.variable;
public class Run {
	public static void main(String[] args) {
		Variable var = new Variable();
		var.testCasting();
		var.testCasting2();
		var.testDataLoss();
	}
}
//num : 65
//ch : B
//ch2 : A
//isum : 12
//lsum : 12
//sum1 : 3
//sum2 : 3
//fnum : 100.0
//inum : 10
//num : 200
//bnum : -56