[김영한의 자바 입문] - 7. 배열

본 글에 사용된 코드와 이미지의 일부는 김영한 님의 『김영한의 자바 입문』 강의를 참조하여 발췌·활용하였습니다.

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배열

배열은 같은 타입의 변수를 반복해서 선언하고 반복해서 사용하는 문제를 해결하기 위해 등장했다. 즉, 배열은 같은 타입의 변수를 사용하기 편하게 하나로 묶어둔 것이다.

배열 변수 선언과 생성

int[] students;
students = new int[5]

배열 변수 선언

int[] students;

• 배열을 사용하려면 위와 같이 배열 변수를 선언해야 한다.
• 일반적인 변수와 차이점은 [ ] 대괄호가 들어간다는 점이다.
• 배열 변수를 선언한다고 해서 아직 사용할 수 있는 배열이 만들어진 것은 아니다.

배열 생성

students = new int[5]

• 배열을 사용하려면 배열을 생성해야 한다.
• new int[5] 라고 입력하면 총 5개의 int 형 변수가 만들어진다.
• new : 새로 생성
• int[5] : int 형 변수가 5개

배열 초기화

• new int[5] 라고 하면 총 5개의 int 형 변수가 만들어진다.
• 자바는 배열을 생성할 때 그 내부값을 자동으로 초기화 한다.
• 숫자는 0 , boolean 은 false, String은 null 로 초기화 된다.

배열 참조값 보관

1. new int[5] 로 배열을 생성하면 배열의 크기만큼 메모리를 확보한다.
   • int 형을 5개 사용하면 4byte * 5 = 20byte 를 확보한다.
2. 배열을 생성하고 나면 자바는 메모리 어딘가에 있는 이 배열에 접근할 수 있는 참조값(주소) 를 반환한다.
3. 앞서 선언한 배열 변수인 int[] students 에 생성된 배열의 참조값을 보관한다.

즉, int[] students 변수는 new int[5] 로 생성한 배열의 참조값을 가지고 있다. 참조값을 통해 메모리에 있는 실제 배열에 접근하고 사용할 수 있는 것이다.

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배열 사용

인덱스

배열은 변수와 사용법이 비슷한데, 차이점이 있다면 [ ] 사이에 숫자 번호를 넣어주면 된다.

숫자 번호, 배열의 위치를 나타내는 숫자를 인덱스라고 한다.

students[0] = 90;
students[1] = 80;

코드에서 보이는 것 처럼, 배열은 0 부터 시작한다.

new int[5] 와 같이 5개의 요소를 가지는 int 형 배열을 만들었다면, 인덱스는 0

4 가 존재한다. 즉, 배열의 요소를 n 개 생성했다면, 인덱스는 0

n-1 이 된다.

만약 인덱스의 범위를 넘어간다면 java.lang.ArrayIndexOutOfBoundsException 오류가 발생한다.

배열에 값 대입

students[0] = 90; //1. 배열에 값을 대입
x001[0] = 90; //2. 변수에 있는 참조값을 통해 실제 배열에 접근. 인덱스를 사용해서 해당 위치의 요소에
접근, 값 대입

배열에 값을 대입하든, 배열의 값을 사용하든 간에 일반적인 변수와 사용법은 같다. [ ] 를 통해 인덱스만 넣어주면 된다.

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기본형 vs 참조형

자바의 변수 데이터 타입을 가장 크게 보면 기본형과 참조형으로 분류할 수 있다.

1. 기본형
   • int, long, double, boolean 처럼 변수에 사용할 값을 직접 넣을 수 있는 데이터 타입
2. 참조형
   • 데이터에 접근하기 위한 참조(주소)를 저장하는 데이터 타입
   • 동적 메모리 할당 : 사용자 입력에 따라 변수의 값이 변하고, 생성되는 배열의 크기가 달라짐

그럼 배열을 왜 복잡하게 참조형을 사용할까?

기본형은 선언과 동시에 크기가 정해져 크기를 동적으로 바꿀 수 없다. 하지만 배열과 같은 참조형은 크기를 동적으로 할당할 수 있다.

또한 기본형은 사용할 값을 직접 저장하는 반면, 참조형은 메모리에 저장된 배열이나 객체의 참조를 저장한다. 이로 인해 참조형은 더 복잡한 데이터 구조를 만들고 관리할 수 있다.

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배열 초기화

우리는 위에서 배열 초기화에 대해 학습했는데, 다른 초기화 방법을 알아보자.

배열은 { } 를 사용해서 생성과 동시에 편리하게 초기화 하는 기능을 제공한다.

int[] students;
students = new int[]{90,80,70,60,50}

이렇게 배열 변수의 선언과 배열의 생성 및 초기화를 두 줄로 나눴지만 한 줄도 가능하다.

int[] students = new int[]{90,80,70,60,50}

단, 이때는 배열 변수의 선언을 한 줄에 함게 사용할 때만 가능하다.

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2차원 배열

지금까지 학습한 배열은 순서대로 나열되어 있는 1차원 배열이였다. 이번에는 2차원 배열을 학습해보자.

2차원 배열을 행과 열 로 구성된다.

int[][] arr = new int[2][3]

2차원 배열은 위 코드와 같이 선언하고 생성하는데, 먼저 행 번호를 선언하고, 열 번호를 선언한다.

즉, arr[행][열] 이라고 할 수 있다.

public class ArrayDi0 {
 public static void main(String[] args) {
     // 2x3 2차원 배열을 만든다.
     int[][] arr = new int[2][3]; //행(row), 열(column)
     arr[0][0] = 1; //0행, 0열
     arr[0][1] = 2; //0행, 1열
     arr[0][2] = 3; //0행, 2열
     arr[1][0] = 4; //1행, 0열
     arr[1][1] = 5; //1행, 1열
     arr[1][2] = 6; //1행, 2열
     //0행 출력
     System.out.print(arr[0][0] + " "); //0열 출력
     System.out.print(arr[0][1] + " "); //1열 출력
     System.out.print(arr[0][2] + " "); //2열 출력
     System.out.println(); //한 행이 끝나면 라인을 변경한다.
     //1행 출력
     System.out.print(arr[1][0] + " "); //0열 출력
     System.out.print(arr[1][1] + " "); //1열 출력
     System.out.print(arr[1][2] + " "); //2열 출력
     System.out.println(); //한 행이 끝나면 라인을 변경한다.
 }
}
--- 실행 결과 --- 
1 2 3 //[0][0], [0][1], [0][2]
4 5 6 //[1][0], [1][1], [1][2]

2차원 배열 초기화

2차원 배열도 1차원 배열처럼 초기화를 쉽게 할 수 있다.

int[][] arr = {
 {1, 2, 3},
 {4, 5, 6}
 };

이렇게 라인을 적절하게 넘겨주면 행과 열이 명확해져 코드를 쉽게 이해할 수 있다.

배열의 길이

그렇다면 2차원 배열의 길이는 어떻게 될까? arr.length 는 행의 길이를 뜻한다. 위 코드에서는 2가 출력된다.

arr[row].length 는 열의 길이를 뜻한다. 위 코드에서는 3이 출력된다.

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for-each 문

https://sson-coding.tistory.com/19

이 글에서 for문에 대해서 학습했다.

하지만 배열을 알고 for-each 문을 학습해야 하기 때문에 여기서 설명한다.

for-each 문 정의

for(변수 : 배열 또는 컬렉션){
    //작업
}

코드로 확인해보자.

public class EnhancedFor1 {
 public static void main(String[] args) {
     int[] numbers = {1, 2, 3, 4, 5};
     //일반 for문
     for(int i = 0; i < numbers.length; ++i) {
         int number = numbers[i];
         System.out.println(number);
     }

     //향상된 for문, for-each문
     for (int number : numbers) {
         System.out.println(number);
     }

     //for-each문을 사용할 수 없는 경우, 증가하는 index 값 필요
     for(int i = 0; i < numbers.length; ++i) {
         System.out.println("number" + i + "번의 결과는: " + numbers[i]);
     }
 }
}

개발자 입장에서는 그냥 배열을 순서대로 처음부터 끝까지 탐색하고 싶은데, 일반 for문의 경우 int i 와 같은 인덱스를 탐색할 수 있는 변수를 선언해야 하는 번잡한 일을 해주어야 한다.

그래서 향상된 for문인 for-each 가 등장했다.

특징

for-each 문의 특징은 다음과 같다.

• 배열의 인덱스를 사용하지 않고, 종료 조건을 주지 않아도 되고, 단순히 해당 배열을 처음부터 끝까지 탐색한다.
• : 의 오른쪽에 탐색할 배열을 선택하고, 왼쪽에 반복할 때 마다 찾은 값을 저장할 변수를 선언한다.
• 배열의 인덱스를 사용하지 않고도 배열의 요소를 순회할 수 있기 때문에 코드가 간결하고 가독성이 좋다.

for-each 사용하지 못하는 경우

하지만 for-each 를 사용하지 못하는 경우가 있다. for-each 문에는 증가하는 인덱스 값이 감추어져 있는데, 증가하는 인덱스 값을 직접 사용해야 하는 경우에 사용하지 못한다.