Java 문법 정리 11일차 - lang package

1. java.lang 패키지

   • 자바 프로그래밍의 가장 기본이 되는 클래스들을 포함하고 있다.
   • 따라서 import 문 없이도 사용할 수 있게 되었다.
   • 가령) String, System, Object들이 있다.

2. Object

   • 모든 클래스의 최고 조상이다.
   • 메서드
     1. clone() : 객체 자신의 복사본을 반환
        • 자신을 복제하여 새로운 인스턴스를 생성한다.
     2. equals(Object obj) : 객체 자신과 객체 obj가 같은 객체인지 알려준다. (인스턴스 비교, 값비교가 아니다.)
        • 문자열의 경우에는 String에서 equal을 오버라이딩하여 값비교로 바꾸었기 때문에 가능한 것이다.
     3. finalize() : 가비지 컬렉터에 의해 삭제될 때 불리는 호출자
     4. getClass() : 클래스 인스턴스를 반환
     5. hashCode() : 객체 자신의 해시코드를 반환
        • 같은 객체라면 같은 값으로 나온다.
     6. toString() : 객체 자신의 정보를 문자열로 반환
     7. notify() : 객체 자신을 사용하려고 기다릴는 쓰레드를 하나만 깨운다.
     8. notifyAll() : 객체 자신을 사용하려고 기다리는 모든 쓰레드를 깨운다.
     9. wait(), wait(long timeout) , wait(long timeout, int nanos) : 다른 쓰레드가 notify()나 notfyAll()을 호출할 때 까지 현재 쓰레드를 무한히 또는 지정된 시간동안 기다리게 한다.

3. clone

   • 현재의 인스턴스를 복사하는 역할을 한다.

   • 그러나 완벽히 복사하는 것이 아니라, 인스턴스 변수의 값만 복사한다는 단점이 있다.

   • 즉, 참조 변수가 가리키고 있는 주소 값을 복사하는 것이지, 새로 인스턴스를 만들어서 값을 복사하는 것이 아니다.

   • 가령, 배열의 경우 복제된 인스턴스도 같은 배열의 주소를 갖기 대문에 복제된 인스턴스의 작업이 원래의 인스턴스에도 영향을 미친다.

   • clone을 하려면 복제할 클래스가 Cloneable 인터페이스를 구현해야하고 clone()을 오버라이딩하면서 접근제어자를 protected에서 public으로 변경한다.
     그래야만 상속관계가 없는 다른 클래스에서 clone()을 호출할 수 있다.

   • 또한 부모 클래스에서의 super을 사용하려면 try - catch 구문을 반드시 사용해주어야 한다.

   class Point implements Cloneable{
       public Object clone() {
          Object obj = null;
          try {
               obj = super.clone();
          } catch (CloneNotSupportedException e) { }
          return obj;
       }        
   }
   
   class Test{
       public static void main(String[] args){
           Point original = new Point();
           Point copy = (Point)original.clone();
           System.out.println(copy);
       }
   }

   • covariant return type 이라고 하여, 공변 반환 타입이라고 한다.
   • 이는 오버라이딩할 때 조상 메서드의 반환타입을 자손 클래스의 타입으로 변경을 허용하는 것
   • 즉, Object가 아니라, Point로 반환해도 된다.

   class Point implements Cloneable{
          public Point clone() {
             Object obj = null;
             try {
                  obj = super.clone();
             } catch (CloneNotSupportedException e) { }
             return obj;
          }        
      }

   • 배열의 복사

     • 배열도 object이기 때문에 Object로 부터 상속받았고, clone() 메서드가 있다. 따라서 다음과 같이 복사가 가능하다.

       int[] arr = {1,2,3,4,5};
       int[] arrClone = arr.clone();

     • 따라서 배열 뿐만 아니라, Vector, ArrayList, LinkedList, HashSet, TreeSet, HashMap, TreeMap, Calendar, Date와 같은 클래스들이
       이와 같은 방식으로 복제가 가능하다.

     • 얕은 복사와 깊은 복사

       • clone()은 단순히 객체에 저장된 값을 그대로 복제할 뿐, 객체가 참조하고 있는 객체까지 복제하지는 않는다.
       • 이러한 복제를 얕은 복사라고 한다. 얕은 복사는 원본을 변경하면 복사본도 함께 영향을 받는다고 생각하면 된다.
       • 반대로 원본이 참조하고 있는 객체까지 복제하는 것을 깊은 복사라고 한다.
       • 깊은 복사 시에는 원본의 변경이 복사본에 영향을 미치지 않는다.
       • 그래서 깊은 복사를 하기위해서는 clone을 오버라이딩하여 객체마다 new를 해주어야 한다.

4. String 클래스

   • 변경 불가능한 (Immutable) 클래스

     • String 클래스에는 문자열을 저장하기 위해서 문자형 배열 참조변수 char[] value를 인스턴스 변수로 정의해놓고 있다.
     • 인스턴스 생성이 value에 문자열을 저장하게 되는 것이다.
     • 단, 이러한 String 인스턴스가 갖고 있는 문자열은 읽어 올 수만 있고, 변경할 수는 없다.
     • 가령

       String a = "a";
       String b = "b";
       a = a+ b;

     • a = a+b 인 것 같아서, 기존의 a에다가 추가하는 것 같아보이지만
     • 메모리 번지 0에서 "a"가 있고, 1에서 "b" , 2에서 "ab" 가 있는 것이다.
     • 따라서 결합횟수가 많아지면 메모리에 부하가 생기기 때문에 StringBuffer 클래스를 사용하는 것이 좋다.

   • String 생성

     • String은 두가지 방법으로 생성할 수 있다.

       1. String a = "abc";

       2. String b = new String("abc");
          별 차이가 없어 보이지만, "abc" 리터럴로 생성하는 방식은 같은 메모리를 참조하는 방식이다.
          String a = "abc";
          String b = "abc";
          이면 서로 참조하는 주소값이 같아서 a == b true가 된다.

          new String으로 생성하면 항상 새로 생성하기 때문에 메모리 값이 다르다.
          따라서 String a = new String("abc");
          String b = new String("abc");
          a == b는 false가 된다.

     • 따라서 값을 비교하고 싶다면 equals()를 사용하면 된다.
       a.equals(b);

• 문자열 리터럴

  • 자바 소스파일에 포함된 모든 문자열 리터럴은 컴파일 시에 클래스 파일에 저장된다.
    같은 내용의 문자열 리터럴은 한 번만 저장된다. 왜냐하면 문자열 리터럴도 String 인스턴스이고, 한 번 생성하면 내용을 변경할 수 없으니 하나의 인스턴스를 공유하면 되기 때문이다.

  • 클래스 파일에는 소스파일에 포함된 모든 리터럴의 목록이 있다. 해당 클래스 파일이 클래스 로더에 의해 메모리에 올라갈 때
    리터럴의 목록에 있는 리터럴들이 JVM내에 있는 상수 저장소(constant pool)에 저장된다.

• 빈 문자열

• 길이가 0인 배열이 존재할 수 있다. String = ""; 으로 선언 시에는 char 배열이 아닌 char만 들고 있는 것이다.

• 메서드와 생성자들

  1. char 배열 생성자
     String(char[] value) : char[] 배열을 받아서 문자열로 반환

  2. StringBuffer 생성자
     String(StringBuffer) : StringBuffer를 넣어도 된다.

  3. charAt(int index) : 인덱스에 해당하는 문자 반환

  4. compareTo(String str) : 사전순서 비교로 같으면 0 , 작으면 음수, 이후면 양수

  5. concat(String str) : 문자열을 뒤에 덧붙인다.

  6. contains(String) : 특정 문자열이 포함되었는 지 묻는다.

  7. endsWith(String suffix) : 지정된 문자열로 끝나는지 검사

  8. equalsIgnoreCase(String str) : 문자열 String 인스턴스의 문자열을 대소문자 구분없이 비교

  9. indexOf(int ch) : 주어진 ch가 어디 인덱스에 나오는 지 확인해준다.

  10. indexOf(int ch , int pos) : pos 이후로 ch가 어디에 있는 지 알려준다.

  11. indexOf(String str) : 주어진 문자열이 어디에 존재하는 지 확인해준다.

  12. intern() : 문자열을 상수풀에 등록한다.

  13. lastIndexOf(int ch) : 맨 끝부터 찾아준다.

  14. length() : 길이 반환

  15. replace(char from, char to) : 문자를 새로운 문자로 바꾼 문자열을 반환

  16. replace(String from, String to) : 문자열을 새로운 문자열로 바꾸어 준다.

  17. split(String reg) : reg 기준으로 문자열을 분리하여 배열에 담아 반환한다.

  18. startWith(String prefix) : prefix로 시작하는 지 확인

  19. substring(int begin, int end) : begin 부터 end까지의 부분 문자열 반환, 단 end는 포함 x

  20. toLowerCase() : 모든 문자를 소문자로 반환

  21. toString() : 문자열 반환

  22. toUpperCase() : 대문자로 반환

  23. trim : 왼쪽, 오른쪽 끝의 공백을 제거

  24. valueOf() : 안에 있는 값을 문자열로 변환해준다. ex) String.valueOf(100) // "100";

• join

  • join()은 여러 문자열 사이에 구분자를 넣어서 결합한다.
  • String.join("-", arr);

• StringJoiner(구분자, 맨앞, 맨뒤)

   StringJoiner sj = new StringJoiner("/", "[", "]");
   for(String a : arr) sj.add(s);

• String.format()

  • 형식화된 문자열을 만들어 반환한다.

• 기본형 값을 String으로 변환

  • 두가지 방법이 있다.
    1. value+"" 방법

       int i = 100;
       String str1 = i + "";   

    2. valueOf();

       int i = 100;
       String st2 = String.valueOf(i);

       valueOf가 약간 더 성능이 좋다는 것 외에는 별차이가 없다.

• string을 다른 타입으로 변환하기
  • .parseXXXX 을 사용하면 된다.

    int a = Integer.parseInt(s);
    double d = Double.parseDouble(s);
    long l = Long.parseLong(s);

    • 단, 양 끝에 공백 또는 문자가 있다면 예외를 낼 수 있으니 조심하도록 하자
      • 부호 접미사는 허용된다.

5. StringBuffer 클래스와 StringBuilder 클래스

   1. StringBuffer 클래스는 String 클래스와 달리 지정된 문자열을 변경가능하다.
      • 동적으로 길이가 증가하므로 처음 생성자에서 많이 늘려주는 것이 좋다.
      • 생성자와 추가

         StringBuffer value = new StringBuffer("abc");
         value.append("zzz").append("ssss"); // builder pattern 처럼 자신의 주소를 뱉는다.

      • 기존의 설정한 크기 (default = 16)을 넘으면, 새로운 char 배열을 만들고 크기를 두 배로 잡는 과정에서 copy가 이루어지므로 조심하도록 하자
      • 단 조심해야 할 것은 StringBuffer은 equals를 상속받아서 값만 비교하도록 만들지 않아서 값만 비교하려면 String으로 만든다음 비교해야 한다.

         String st = value.toString();
         st.equals("sa");

      • 핵심 연산자
        1. append() : 입력으로 String이나, int 등등 여러가지 다 받는다.
        2. delete(int start, int end) : start부터 end사이에 있는 문자열을 제거 단, 마지막 문자는 제외
        3. deleteCharAt(int index) : index에 위치한 문자를 제거
        4. replace(int start, int end, String str) : start부터 end까지를 str로 대체한다.
        5. reverse() : 로꾸꺼
        6. setCharAt(int index, char ch) : index를 ch로 바꾼다.
        7. substring(int start , int end) : start부터 end(end는 포함 x)까지 가져온다.

6. StringBuilder

   • StringBuffer는 멀티쓰레드에 안전하도록 동기화되어 있다. thread safe상태로 성능이 좋지 않다.
   • 그래서, StringBuffer에서 StringBuilder가 같은 기능을 하되 thread not safe하도록 만들어서 성능을 끌어 올렸다.

7. wrapper 클래스

   • 기본형은 객체가 아니다. 때문에 기본형을 객체처럼 다루는 방식이 필요할 때는 wrapper 클래스를 이용한다.

   • 종류

     1. Boolean
     2. Character
     3. Byte
     4. Short
     5. Integer
     6. Long
     7. Float
     8. Double

   • 이들은 equals가 오버라이딩 되어있어 값에 따른 동등비교 사용이 가능하다.

   • 다만 비교연산자는 ``없어서 compareTo를 사용해야 한다.

   • Number 클래스

     • Number 클래스의 자손으로 Byte, Short, Integer, Long, Float, Double, BigInteger, BigDecimal 등이 있다.
       • Boolean, Character 등은 따로 있다.

   • 오토박싱과 언박싱

     • jdk 1.5이전에는 기본형과 참조형 간의 연산이 불가능했다.
     • 즉, wrapper 클래스로 기본형을 객체로 만들어서 연산해야 했다.
     • 그러나 이제는 기본형과 참조형 간의 덧셈이 가능하다.
     • 컴파일러가 자동으로 변환해주는데 intValue() 를 추가해주기 때문이다.
     • 이외에도 Vector클래스나 ArrayList클래스에 기본형 값을 저장할 때나 형변환이 필요할 때도 컴파일러나 자동적으로 코드를 추가해준다.
     • 기본형 값을 래퍼 클래스 객체로 자동 변환 : 오토박싱
     • 반대로 객체 클래스를 기본형 값으로 변환하는게 : 언박싱이다.